Neuronul este unitatea anatomica, functionala si metabolica a sistemului nervos. Practic este o celula adaptata receptionarii si transmiterii informatiei (sub forma de impuls nervos, prin intermediul unor mici diferente de potential de la nivelul legaturilor dintre aceste celule).
Cercetari recente arata ca stimularea unui singur neuron poate determina un raspuns la nivelul comportamentului individului, contrar dogmei standard conform careia pentru a declansa un raspuns, este nevoie de stimularea mai multor neuroni (de ordinul miilor).
Descoperirile intaresc ideea retelelor neuronale, care sugereaza ca doar cativa neuroni trebuie activati pentru a genera un raspuns. Acea teorie a fost intens dezbatuta, spune Karel Svoboda, neurobiolog la campusul de cercetare Janelia Farm. de la Howard Hughes Medical Institute in Ashburn – Virginia si unul dintre autorii studiului. “Sunt foarte multe intrebari daca codurile neuronale sunt disipate sau nu,” adauga el.
Svoboda si colegii sai, precum si un grup de cercetatori independent condus de catre Michael Brecht de la Universitatea Humboldt in Berlin – Germania, au deschis subiectul prin studierea regiunii din creierul rozatoarelor care primeste impulsuri senzoriale de la cili senzoriali (mustati). Acea regiune specifica fiecarui astfel de cil senzorial, este alcatuita din aproximativ doua milioane de neuroni. Fiecare cil senzorial transmite semnale unui grup de celule aranjate sub forma unui butoias.
Marimea regiunii specifice fiecarui cil senzorial din stratul patru din neocortex reflecta importanta sa; soarecii pot percepe anumite lucruri aproape la fel de bine cu mustatile lor ca si cu ochii lor. Brecht spune ca atunci cand a realizat experimente cu soareci orbi, “Trebuia sa etichetezi cusca cu soarecii orbi deoarece se miscau foarte bine cu ajutorul mustatilor.”
Ambele echipe au folosit tehnici care le permiteau sa stimuleze anumite seturi de neuroni. Svoboda si colegii sai au creat soareci transgenici care contin o proteina-receptor specifica regiunii cililor senzoriali din stratul patru din neocortex asociata cu invatarea. Proteina, gasita in mod normal in alge, raspunde la lumina albastra, permitand ionilor sa treaca prin membranele celulelor, realizand un curent electric.
Prin implantarea unui geam de sticla in craniul soarecilor, cercetatorii au montat o mica dioda emitatoare de lumina la nivelul capului animalelor. Tehnica nu le-a permis sa tinteasca anumiti neuroni, dar cercetatorii au putut sa varieze intensitatea efectului de la nivelul membranei celulare, prin varierea intensitatii luminoase.
Svoboda si colegii sai au recompensat soarecii lor cu un pahar cu apa de fiecare data cand selectau corect una din doua porti din custile lor dupa stimulare. Astfel, au observat ca soarecii au invatat sa raspunda la impulsuri de lumina care activau doar 60 de neuroni.
Grupul de cercetatori condus de Berecht a abordat o alta tactica. In timp ce lucrau cu soarecii cercetatorii au implatat electrozi speciali pentru a activa un singur neuron, in interiorul stratului patru din neocortex. Apoi si-au antrenat soarecii sa intrerupa un fascicul de lumina cu ajutorul limbii, atunci cand erau stimulati la nivel neuronal.
Folosind aceasta metoda, cercetatorii au observat ca in medie, soarecii raspundeau la stimularea unui singur neuron in 5% din cazuri. Dar acest procent depindea foarte mult de care neuron era stimulat. Unii neuroni au dat un raspuns in 50% din cazuri.
“Aceste rezultate ar putea avea un efect radical in modul in care neurobiologii vad retelele neuronale,” Spune Dirk Feldmeyer, neurobiolog la Julich Research Centre in Germania. “Prin cresterea activitatii prin cantitati infime, se schimba felul in care cortexul percepe stimulii senzoriali,” mai adauga el. “Se schimba cu adevarat modul in care cortexul raspunde la stimuli cu o activitate crescuta.”
Dar Brecht si Svoboda recunosc ca desoperirile lor nu o sa puna capat discutiilor teoriei codarii disipate. “Aceste experimente arata ca animalele pot descifra codari intrerupte,” spune Svoboda. “Dar ele nu iti spun ca aceasta codare in timpul comportamentului normal este disipata.”
Pentru a face acest lucru ar fi necesar tehnici imagistice foarte sensibile pentru a sonda activitatea neuronala.”Acest lucru nu s-a realizat intr-o maniera satisfacatoare,” spune Svoboda. “Exista probleme tehnice care trebuie sa fie rezolvate, dar multi oameni lucreaza la acest lucru.”
www.nature.com
| < Anterior | Urmator > |
|---|
