Mozak se sam obnavlja nakon oštećenja ili ozljede
U ovom organu koji teži tek oko 1,3 kg, pohranjena su naša sjećanja i izmjenjuju se naše misli, ideje i strahovi. Mnogi znanstvenici se bave istraživanjem mozga. Ne samo liječnici i biolozi, već i psiholozi, filozofi, fizičari i matematičari. No, usprkos brojnim istraživanjima, cjelokupno funkcioniranje mozga ostaje još uvijek nepoznato i podložno novim studijama.
Kada je primarni centar za učenje u mozgu oštećen, složeni novi neuronski krugovi pokušavaju nadoknaditi izgubljenu funkciju, kažu znanstvenici iz Kalifornijskog sveučilišta u Los Angelesu (UCLA) i Australiji koji su istaknuli dijelove mozga uključene u stvaranje tih alternativnih putova, često udaljenih od oštećenih mjesta.
Istraživanje, koje su proveli znanstvenici s UCLA-e Michael Fanselow i Moriel Zelikowsky u suradnji s Bryceom Visselom, vođom grupe istraživačkog programa neuroznanosti u Garvan Institute of Medical Research u Sydneyu, pojavljuje se ovaj tjedan u online izdanju časopisa Proceedings of the National Academy of Sciences.
Istraživači su otkrili da dijelovi prefrontalnog korteksa preuzmu vlast kada je hipokampus, ključno središte učenja i formiranja pamćenja u mozgu, onemogućen. Njihovo epohalno otkriće, prva demonstracija takve plastičnosti neuronskih krugova, potencijalno bi mogla pomoći znanstvenicima u razvoju novih liječenja Alzheimerove bolesti, moždanog udara i drugih bolesti koja oštećuju mozak.
Za potrebe studije, Fanselow i Zelikowsky provodili su laboratorijske eksperimente na štakorima pokazujući da su glodavci mogli učiti nove zadatke, čak i nakon oštećenja hipokampusa. Dok je štakorima bilo potrebno više vježbe nego inače, ipak su učili iz svojih iskustava. Ovi nalazi su iznenađujući.
"Očekujem da bi mozak morao biti treniran kroz iskustvo", rekao je Fanselow, profesor psihologije i član Brain Research Institute s UCLA-e i glavni autor studije. "U ovom slučaju, dali smo životinjama problem koji su morali riješiti."
Nakon otkrivanja da štakori mogu naučiti rješavati probleme, Zelikowsky, studentica u Fanselowu laboratoriju, otputovala je u Australiju, gdje je radila sa znanstvenikom Visselom analizirajući anatomiju promjena koje su se dogodile u mozgu štakora. Njihova analiza identificirala je značajne funkcionalne promjene u dva specifična područja u prefrontalnom korteksu.
"Zanimljivo, prethodne studije su pokazale kako su regije prefrontalnog korteksa također svijetlile u mozgovima oboljelih od Alzheimerove bolesti, što ukazuje da su se slični kompenzacijski krugovi razvili u ljudima", rekao je Vissel. "Iako je vjerojatno da je mozak oboljelih od Alzheimerove bolesti već kompenzirao štetu, ovo otkriće ima značajan potencijal za proširenje kompenzacije i poboljšanje života mnogih."
Hipokampus, struktura u obliku morskog konjića gdje se formiraju sjećanja, igra ključnu ulogu u obradi, spremanju i prisjećanju informacija. Hipokampus je vrlo osjetljiv na oštećenja kroz moždani udar ili zbog nedostatka kisika i kritički je uključen u Alzheimerovu bolest, rekao je Fanselow.
"Do sada smo pokušavali shvatiti kako stimulirati popravak u hipokampusu", rekao je. "Sada možemo vidjeti druge strukture i stvaranje novih moždanih krugova."
Znanstvenici Zelikowsky bilo je zanimljivo kako su se podregije u prefrontalnom korteksu kompenzirale na različite načine, s jednom podregijom, infralimbičkim korteksom, smanjivala se aktivnost, a s drugom podregijom, prelimbičkim korteksom, povećavala se aktivnost korteksa.
"Ako ćemo iskoristiti ovu vrstu plastičnosti kako bismo pomogli oboljelima od moždanog udara ili ljudima s Alzheimerovom bolesti," rekla je, "prvo moramo razumjeti kako točno povećati i smanjiti funkciju, bilo bihevioralno ili farmakološki. Važno je ne povećati sva područja. Mozak djeluje tako da smanji i aktivira različite populacije neurona. Za formiranje sjećanja, morate filtrirati ono što je važno, a što nije. "
Kompleksno ponašanje uvijek uključuje više dijelova mozga koji komuniciraju jedni s drugima, poruke jedne regije utječu kako će reagirati druga regija, naveo je Fanselow. Ove promjene stvaraju naše uspomene, osjećaje i djela.
"Mozak je jako povezan - neuroni u mozgu su povezani s oko šest sinaptičkih veza", rekao je. "Dakle, postoje mnogi alternativni putevi koje mozak može koristiti, ali ih obično ne koristi ako nije na to prisiljen. Jednom kada shvatimo kako mozak donosi odluke, tada smo u poziciji poticati upotrebljavati alternativne puteve, posebice u slučaju oštećenja mozga.
"Ponašanje stvara molekularne promjene u mozgu. Ako znamo koje molekularne promjene želimo uvesti, onda možemo pokušati olakšati uvođenje promjena kroz bihevioralnu i terapiju lijekovima", dodao je. "Smatram kako je to najbolja alternativa koju imamo. Buduća liječenja će kombinirati bihevioralne i farmakološke metode."
Izvor: UCLA Newsroom