Mynd: SALK
Mynd: SALK

Heilinn er merkilegt líffæri sem þrátt fyrir miklar rannsóknir er enn tiltölulega óþekkt fyrirbæri. Margt er þó vitað um heilann, til dæmis að í honum finnast taugafrumur sem flytja boð sín á milli, með raf- og efnaboðum, þessi boð leiða svo til þess að við skynjum heiminn, bregðumst við honum og sköpum minningar svo eitthvað sé nefnt.

Þar sem þekking okkar á heilanum er enn að einhverju leiti takmörkuð hefur taugamótum verið skipt í þrjá mismunandi flokka eftir stærð, en stærð mótanna ræður því hverstu sterkt boðið verður frá milli frumnanna, ef svæðið er stórt þá verður boðið sterkara. Ný rannsókn á drekanum (hippocampus) þeim hluta heilans sem geymir minningar hefur nú leitt í ljós að þessi sýn okkar á heilann hefur verið helst til einföld.

Rannsóknarhópur við SALK birti nýlega grein í eLife þar sem rannsóknum hópsins á drekanum er lýst. Í rannsókninni vann hópurinn að því að rækta dreka úr frumum úr rottu í þeim tilgangi að sjá hvernig líffærið þroskast og myndar taugamót. Þegar taugafrumurnar þroskuðust teygðu þær sig í aðrar frumur og mynduðu þannig fjarskiptanet sín á milli.

Það kom vísindahópnum nokkuð á óvart þegar þau fylgdust með taugafrumum mynda tvenn taugamót við sömu taugafrumuna, þ.e.a.s fruma sem var að tengja sig inní netið tengdist aðliggjandi frumum á fleiri en einum stað. Hópurinn ákvað því að rannsaka þetta fyrirbæri enn betur, þ.e. skoða muninn á taugamótunum sem mynduðust. Þegar stærð taugamótanna var skoðaður kom í ljós að stærðarmunurinn er svo mikill, 8%, að ekki væri hægt að flokka taugamótin til sömu stærðar. Með þessar upplýsingar í huga ásamt þeirri þekkingu að munurinn milli taugamóta sem samkvæmt hefðinni flokkast til lítilla og stórra taugamóta gæti verið 60faldur, reiknaðist hópnum til að flokkar taugamótanna væru að minnsta kosti 26. Þetta þýðir að taugamótin og þar af leiðandi styrkur boðanna sem um það flæða er miklu fjölbreyttari en hingað til hefur verið talið.

Að auki virðist stærð taugamótanna vera síbreytileg, en taugaboðin breytast í takt við þau skilaboð sem þau fá í gegnum tengdar frumur sem gerir fjarskiptanetið ennþá meðfærilegra. Með tímanum geta því taugamótin stækkað eða minnkað byggt á því hvaða not líffærið hefur fyrir þetta tiltekna svæði.

Þetta þýðir að leiðir taugafrumna til að senda skilaboð sín á milli eru mun fleiri en fyrri flokkanir gáfu til kynna, skilaboðin eru sem sagt bæði skilvirkari og nákvæmari en talið var. Þessar niðurstöður svara að miklu leiti þeim vangaveltum vísindamanna hvernig heilinn getur unnið alla þá vinnu sem hann framkvæmir með svona litlum orkukostnaði. Það mætti því hugsa sér að verkfræðingar framtíðarinnar geti einnig nýtt sér þessar niðurstöður til að hanna skilvirkari tölvur.

Rannsóknarhópurinn í SALK er hvergi nærri hættur rannsóknum á þessu sviði og það verður spennandi að sjá hvort næstu rannsóknir renni enn frekari stoðum undir þessar niðurstöður og varpi þá vonandi betra ljósi á virkni heilans.