Τα ανοσοκύτταρα του ανθρώπινου εγκεφάλου χρειάζονται χρόνια για να ωριμάσουν, και οι επιστήμονες υποψιάζονται ότι αυτή η ασυνήθιστα αργή ανάπτυξη μπορεί να κρύβει ένα από τα μυστικά της εξαιρετικής μας νοητικής ικανότητας.
Η μικρογλοία είναι τα πιο άφθονα ανοσοκύτταρα του εγκεφάλου. Προστατεύει από επιβλαβείς εισβολείς, απομακρύνει κατεστραμμένους νευρώνες και στηρίζει τη φυσιολογική ανάπτυξη των εγκεφαλικών κυκλωμάτων. Ερευνητές του Zuckerman Institute του Columbia διαπίστωσαν για πρώτη φορά ότι τα ανθρώπινα μικρογλοιακά κύτταρα, όπως και οι ανθρώπινοι νευρώνες, ωριμάζουν πολύ πιο αργά από τα αντίστοιχα κύτταρα σε άλλα ζώα.
«Αυτή η αργή ανάπτυξη ίσως επιτρέπει στη μικρογλοία του ανθρώπου να επηρεάζει τον εγκέφαλο με τρόπους που καθιστούν δυνατές τις ισχυρές γνωστικές μας ικανότητες», λέει ο Carlos Diaz-Salazar, PhD, κύριος συγγραφέας της νέας μελέτης στο Neuron, ο οποίος πραγματοποίησε την έρευνα στο εργαστήριο του Franck Polleux, PhD.
Ενα ανθρώπινο-ειδικό γονίδιο με ασυνήθιστο ρόλο
Το εργαστήριο του Franck Polleux μελετά πάνω από 15 χρόνια το SRGAP2, ένα από τις μερικές δεκάδες γονίδια που διπλασιάστηκαν ειδικά στον άνθρωπο. Στόχος είναι να κατανοηθούν τα βιολογικά χαρακτηριστικά που ξεχωρίζουν τον ανθρώπινο εγκέφαλο από εκείνον άλλων ζώων.
Προηγούμενη δουλειά του Dr. Polleux έδειξε ότι οι ανθρώπινες, ειδικές για το είδος μας, κόπιες του SRGAP2 αυξάνουν τον αριθμό των συνάψεων που σχηματίζουν οι νευρώνες και ταυτόχρονα καθυστερούν πολύ την ωρίμανσή τους. Και τα δύο χαρακτηριστικά είναι διακριτά για τους ανθρώπινους νευρώνες μεταξύ των θηλαστικών. Το αποτέλεσμα είναι ένα πυκνότερο και ισχυρότερο δίκτυο νευρωνικών συνδέσεων που μπορεί να ενισχύει την ικανότητα του εγκεφάλου να επεξεργάζεται και να αποθηκεύει πληροφορίες.
Στη νέα έρευνα, ο Dr. Diaz-Salazar εντόπισε κάτι απρόσμενο: οι ανθρώπινες κόπιες του SRGAP2 ήταν σχεδόν 10 φορές πιο άφθονες στη μικρογλοία απ’ ό,τι στους νευρώνες.
«Το ερώτημα λοιπόν ήταν: “Γιατί είναι τόσο δραστήριο αυτό το γονίδιο στη μικρογλοία;”», θυμάται ο Franck Polleux, PhD, επικεφαλής ερευνητής στο Zuckerman Institute.
Η μικρογλοία «σμιλεύει» τα αναπτυσσόμενα κυκλώματα
Τα τελευταία περίπου είκοσι χρόνια έγινε σαφές ότι η μικρογλοία δεν περιορίζεται στην άμυνα απέναντι σε λοιμώξεις και την αποκατάσταση βλαβών. Αποτελώντας το 5–10% των κυττάρων του εγκεφάλου, συμβάλλει και στην οργάνωση του αναπτυσσόμενου εγκεφάλου.
Κατά την ανάπτυξη, η μικρογλοία επηρεάζει ποιες συνάψεις διατηρούν οι νευρώνες και ποιες απομακρύνονται. Μπορεί επίσης να κάνει τις συνάψεις περισσότερο ή λιγότερο ανταποκρινόμενες, «λεπτορυθμίζοντας» την επικοινωνία στα νευρωνικά κυκλώματα.
Πειράματα σε ποντίκια και ανθρώπινα κύτταρα έδειξαν ότι οι ανθρώπινες, ειδικές για το είδος μας, κόπιες του SRGAP2 επιβραδύνουν δραστικά την ανάπτυξη της ανθρώπινης μικρογλοίας. Η ανθρώπινη μικρογλοία χρειάζεται περίπου 4 έως 8 χρόνια για να ωριμάσει, ενώ στα ποντίκια φτάνει στην ωριμότητα σε περίπου τρεις εβδομάδες.
«Αυτό το γονίδιο βοηθά στον έλεγχο του ρυθμού ανάπτυξης των νευρώνων, και η φύση το έχει επίσης επιλέξει να ρυθμίζει την ανάπτυξη της μικρογλοίας, που είναι κρίσιμη για τους νευρώνες, ώστε να είναι συγχρονισμένα κατά την ανάπτυξη», λέει ο Dr. Diaz-Salazar, σήμερα ερευνητής στο Hospital del Mar Medical Research Institute στη Βαρκελώνη.
Γιατί ο ανθρώπινος εγκέφαλος ωριμάζει τόσο αργά
Σε σύγκριση με τα άλλα θηλαστικά, ο ανθρώπινος εγκέφαλος αναπτύσσεται σε ασυνήθιστα μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτή η παρατεταμένη χρονική κλίμακα, γνωστή ως «νεοτενία», θεωρείται ότι παίζει σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση των προχωρημένων γνωστικών μας ικανοτήτων.
Τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν ότι το SRGAP2 μπορεί να συντονίζει αυτόν τον αργό ρυθμό ανάπτυξης σε πολλούς τύπους εγκεφαλικών κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των νευρώνων και της μικρογλοίας. Οι ερευνητές θέλουν τώρα να διαπιστώσουν με ποιον ακριβώς μηχανισμό το γονίδιο προάγει τη νεοτενία σε αυτά τα κύτταρα και σε άλλα μέρη του εγκεφάλου.
«Θέλουμε να κατανοήσουμε όλα τα στοιχεία που συνθέτουν τον ανθρώπινο εγκέφαλο, ώστε να δούμε τι μάς κάνει μοναδικούς από εξελικτική άποψη», λέει ο Dr. Polleux. «Καθώς οι επιστήμονες έχουν πρόσφατα διαπιστώσει ότι η μικρογλοία εμπλέκεται σε νευροαναπτυξιακές διαταραχές και νευροεκφυλιστικές νόσους, τα ευρήματά μας μάς φέρνουν ένα βήμα πιο κοντά στο να καταλάβουμε τι κάνει τη μικρογλοία του ανθρώπου ιδιαίτερη στο πλαίσιο των εγκεφαλικών παθήσεων.»
Πηγή υλικού: The Zuckerman Institute at Columbia University. Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να έχει υποστεί επεξεργασία για λόγους ύφους και έκτασης.
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
