نورون های غول پیکر در مغز ممکن است نقش عظیمی در آگاهی و شناخت داشته باشند

کمبود شگفتی هایی که سیستم عصبی مرکزی ما تولید می کند از اندیشه و زبان تا حرکت پنج حسی موجود نمی باشد. با این حال، همه این ویژگی های خیره کننده بستگی به یک مکانیزم عمیق مغز دارند که دونالد پافف، سرپرست آزمایشگاه نوروفیزیولوژی و رفتار در دانشگاه راکفلر، موجب تحریک عمومی یا GA برای کوتاه مدت می شود. GA چیزی است که ما را در صبح بیدار می کند و در طول ساعات آگاهانه ما را آگاه می سازد و در ارتباط با خود و محیط زیست ما می باشد.

پافاچ می گوید: “این بسیار اساسی است که ما به آن توجه نمی کنیم، و این مهم است که ما باید باشیم”.

Pfaff و تیم پژوهشی او قطعا انجام می دهند. در حال حاضر، در یک سری از آزمایشات مربوط به یک نوع خاص از سلول های مغز، آنها درک ما را از ریشه های آگاهی پیشرفت کرده اند. کار آنها ممکن است به طور بالقوه در مطالعه برخی از بیماری های روانپزشکی مناسب باشد.

سلول های بزرگ در جعبه سیاه

یافته های این ماه در مجله “آکادمی ملی علوم ” منتشر شده است که در آن یک ناحیه مغز است که اولین نویسنده این مقاله کمی درک شده است. Inna Tabansky، یک پژوهشگر در آزمایشگاه پافاف، آن را “سیاه جعبه” می نامند. این اصطلاح مطمئنا ساده تر از نام واقعی آن است nucleus gigantocellularis (NGC)، که بخشی از ساختار نامیده می شود تشکیل مجدد مدولاری است.

در کار او، با استفاده از موش، Tabansky بر روی یک زیر مجموعه از نورون های بسیار بزرگ در NGC متمرکز شده و با پیوند تقریبا کل سیستم عصبی، از جمله تالاموس، که در آن نورون ها می توانند تمام قشر مغزی را فعال کند. Pfaff می گوید: “اگر شما فقط نگاهی به مورفولوژی نورون های NGC داشته باشید، می دانید که آنها اهمیت دارند”. “این فقط یک سوال از آنها می باشد که مهم است. من فکر می کنم آنها برای آغاز هر نوع رفتار ضروری هستند.”

Tabansky و همکارانش، از جمله جوئل استرن، استاد بازدیدکننده در آزمایشگاه پافاف برای کشف نقش نورونهای NGC در GA، با شناسایی ژن هایی که این نورون ها بیان می شود، آغاز شد. آنها از یک روش شناخته شده به عنوان “retro-TRAP” استفاده کردند، که در آزمایشگاه دانشمند رافلر جفری فریدمن توسعه یافت.

به تعجب Tabansky، نورون های NGC برای بیان ژن آنزیم، سنتاز اکسید نیتریک (eNOS) اندوتلیال (eNOS) تولید می کنند که اکسید نیتریک را تولید می کند که به نوبه خود رگ های خونی را شل می کند و جریان خون اکسیژن را به بافت افزایش می دهد. (هیچ عصب دیگری در مغز برای تولید eNOS شناخته نشده است). آنها همچنین کشف کردند که نورونهای NGC بیان کننده eNOS در نزدیکی عروق خونی قرار دارند.

در نظر Pfaff، نورون ها برای عملکرد عادی سیستم عصبی مرکزی بسیار حیاتی هستند که توانایی کنترل مستقیم خون خود را دارند. وی گفت: “ما کاملا مطمئن هستیم که اگر این نورون ها به اکسیژن و گلوکز بیشتری نیاز داشته باشند، اکسید نیتریک را به این عروق خونی نزدیک می کنند تا آن را دریافت کنند.”

شرایطی که چنین واکنشی را مطرح می کرد، موضوع آزمایش های بیشتری بود. دانشمندان شواهدی را مبنی بر اینکه تغییرات در محیط، مانند معرفی عطرهای جدید، ENOS فعال شده در نورون NGC و تولید مقدار افزایش اکسید نیتریک در موش، یافته اند.

Tabansky می گوید: “برخی از محصولات تولید پایین زمانی وجود دارد که حیوانات در یک محیط آشنا هستند،” این همان چیزی است که شما انتظار دارید که باعث تحریک آنها می شود، اما زمانی که حیوان با محیط جدید سازگار می شود، افزایش می یابد. ” Tabansky می گوید این فعال سازی نورون های NGC این مورد را برای نقش مرکزی آنها تحریک می کند.

از سلولها به روانپزشک

Tabansky می گوید که او علاقه مند به بررسی این موضوع است که آیا یافته های آنها می تواند به شکاف در درک اختلالات خاص مانند اختلال دوقطبی، خودکشی و ADHD کمک کند. برخی از تحقیقات ژنتیکی نقش مهمی را برای نورونهای مورد مطالعه در این بیماری ها ایفا کرده است، اما مکانیزم پشت این پیوند شناخته نشده است.

او می گوید: «تحقیقات نشان می دهد که این ژن و مسیرهای مرتبط با آن نقش خاصی دارند، حداقل در مغز جوندگان، که مربوط به یک عملکرد اساسی سیستم عصبی است، اشاره ای به چگونگی این ژن می تواند باعث بیماری روانپزشکی شود. “این بسیار ابتدایی است و کارهای بیشتری انجام می شود، اما به طور بالقوه راه جدیدی برای مطالعه اینکه چگونه این ژن می تواند روانشناسی فرد را تغییر دهد، باز می شود.”

منبع

Inna Tabansky, et al, 2018. Pfaff. Molecular profiling of reticular gigantocellularis neurons indicates that eNOS modulates environmentally dependent levels of arousal. Proceedings of the National Academy of Sciences; 115 (29): E6900 DOI: 10.1073/pnas.1806123115