Οι νευρώνες επικοινωνούν όπως οι φίλοι στο Facebook!

Οι νευρώνες του εγκεφάλου είναι συνδεδεμένοι όπως ένα κοινωνικό δίκτυο, αναφέρουν ειδικοί του Biozentrum στο Πανεπιστήμιο της Βασιλείας με δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Nature». Κάθε νευρικό κύτταρο έχει… σχέσεις με πολλά άλλα, ωστόσο οι πιο ισχυροί δεσμοί δημιουργούνται μεταξύ λίγων κυττάρων που μοιάζουν μεταξύ τους (σας θυμίζει κάτι από τις σχέσεις στο… Facebook;).

Τα νευρικά κύτταρα σχηματίζουν ένα πλέγμα συνδέσεων που ονομάζονται συνάψεις. Ωστόσο δεν είναι όλες οι συνάψεις ίδιες. Στη συντριπτική πλειονότητά τους είναι αδύναμες. Τα κύτταρα κάνουν πολύ λίγες ισχυρές συνδέσεις. «Θέλαμε να δούμε αν υπάρχουν κανόνες που εξηγούν το πώς οι νευρώνες συνδέονται σε πολύπλοκα δίκτυα τα οποία περιέχουν εκατομμύρια νευρικά κύτταρα» αναφέρει ο καθηγητής Τόμας Μρσικ-Φλόγκελ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας από το Biozentrum του Πανεπιστημίου της Βασιλείας και το University College του Λονδίνου. «Φαίνεται τελικώς ότι ένας από τους κανόνες που διέπουν αυτά τα δίκτυα είναι αρκετά απλός. Οι νευρώνες με τα ίδια… μυαλά δημιουργούν ισχυρά ζευγάρια ενώ εκείνοι που συμπεριφέρονται πολύ διαφορετικά ο ένας από τον άλλον δημιουργούν πολύ αδύναμες συνάψεις ή δεν συνδέονται καθόλου μεταξύ τους».

Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στον οπτικό φλοιό του εγκεφάλου ο οποίος λαμβάνει πληροφορίες από τα μάτια και δημιουργεί την οπτική αντίληψη. Οι νευρώνες σε αυτή την περιοχή του εγκεφάλου αποκρίνονται σε συγκεκριμένα οπτικά μοτίβα αλλά είναι δύσκολο να… ξεμπερδευτεί το κουβάρι σχετικά με το ποια κύτταρα συνδέονται μεταξύ τους επειδή υπάρχουν πολλές χιλιάδες κύτταρα τα οποία βρίσκονται σε συνωστισμό στο σημείο (σχεδόν 100.000 ανά κυβικό χιλιοστό).

Με χρήση ενός συνδυασμού απεικόνισης υψηλής ανάλυσης και ευαίσθητων μετρήσεων του ηλεκτρικού φορτίου των κυττάρων οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι οι συνάψεις μεταξύ των γειτονικών νευρώνων είναι οργανωμένες σαν ένα κοινωνικό δίκτυο. Ιστότοποι όπως το Facebook μάς κρατούν σε επαφή με μεγάλο αριθμό γνωστών, ωστόσο η αλήθεια είναι πως οι περισσότεροι άνθρωποι διαθέτουν έναν πολύ μικρότερο κύκλο στενών φίλων. Πρόκειται συνήθως για τους φίλους με τους οποίους έχουν τα περισσότερα κοινά και οι απόψεις τους είναι πιο σημαντικές σε σύγκριση με τις απόψεις των υπολοίπων πιο μακρινών εικονικών φίλων.

«Οι αδύναμες συνάψεις στον εγκέφαλο έχουν μικρή επίδραση, παρότι αποτελούν την πλειονότητα» λέει ο δρ Μρσικ-Φλόγκελ και συμπληρώνει: «Οι λίγες ισχυρές συνάψεις από νευρώνες με παρόμοιες λειτουργίες έχουν και τη μεγαλύτερη επίδραση στη δραστηριότητα των «συνεργατών» τους. Με τον τρόπο αυτόν οι νευρώνες εργάζονται μαζί ώστε να επεξεργαστούν καλύτερα τις πληροφορίες από τον έξω κόσμο».

Γιατί όμως οι νευρώνες δημιουργούν τόσο μεγάλους αριθμούς αδύναμων συνάψεων αφού, ως φαίνεται, αυτού του είδους οι συνάψεις δεν έχουν να προσφέρουν κάτι ιδιαίτερο; «Εκτιμούμε ότι αυτό έχει να κάνει με τη μάθηση» εξηγεί ο δρ Λι Κοσέλ, εκ των κύριων συγγραφέων της νέας μελέτης. «Αν οι νευρώνες χρειάζεται να αλλάξουν τη συμπεριφορά τους οι αδύναμες συνάψεις βρίσκονται ήδη στη θέση τους και μπορούν να ενισχυθούν, εξασφαλίζοντας ίσως έτσι την ταχεία πλαστικότητα του εγκεφάλου». Ως αποτέλεσμα, ο εγκέφαλος μπορεί να προσαρμόζεται γρήγορα σε αλλαγές του περιβάλλοντος.

Η μελέτη αυτή αποτελεί μέρος μιας διεθνούς προσπάθειας που έχει ως στόχο να ρίξει φως στον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος γεννά σκέψεις, αντιλήψεις και δράσεις μέσω της χαρτογράφησης του διαγράμματος καλωδίωσής του. «Το διάγραμμα αυτό αποκαλύπτει πώς τα δίκτυα νευρώνων αλληλεπιδρούν για την επεξεργασία των πληροφοριών. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι νευρώνες συνδέονται μεταξύ τους θα ανοίξει τον δρόμο για την ανάπτυξη λεπτομερών προσομοιώσεων του εγκεφάλου σε υπολογιστές» σημειώνει ο δρ Μρσικ-Φλόγκελ.

Η έρευνα σχετικά με τον τρόπο που «συνομιλούν» μεταξύ τους οι νευρώνες στον εγκέφαλο αναμένεται να είναι επίσης πολύ σημαντική για την κατανόηση των νευρολογικών νόσων. «Αν γνωρίζουμε πώς πρέπει να μοιάζει το μοτίβο των συνάψεων στον εγκέφαλο, τότε θα αρχίσουμε να καταλαβαίνουμε τι συμβαίνει όταν τα πράγματα δεν πάνε καλά, όπως για παράδειγμα στις περιπτώσεις της σχιζοφρένειας ή του αυτισμού» καταλήγει ο επικεφαλής των ερευνητών.