Neuroner kan ikke kun kommunikere gennem direkte kontakt, forskere har opdaget en ny form for neuralkommunikation.
Forskere mener, at de har identificeret en tidligere ukendt form for neuralkommunikation. Signaler rejser gennem hjernevæv og kan også rejse trådløst fra en del af hjernen til en anden, selvom de kirurgisk er adskilt fra hinanden.
Opdagelsen giver en radikal ny forklaring på, hvordan neuroner kan kommunikere med hinanden. Dette er en uforklarlig proces, der ikke har noget at gøre med konventionelle mekanismer såsom synaptisk transmission, aksonal transport og spalteforbindelser.
"Vi forstår endnu ikke fuldstændigt konsekvenserne af denne opdagelse," siger neuro- og biomedicinsk ingeniør Dominique Durand fra Case Western Reserve University. "Men vi er klar over, at dette er en helt ny form for kommunikation i hjernen og er ganske overrasket over vores opdagelse."
Forskere har vidst i årtier, at der er langsomme rytmiske bølger af neurale svingninger, theta-rytme, i hjernen. Deres formål var ikke klart, men de observeres i cortex og hippocampus under søvn og spiller angiveligt en rolle i styrkelse af minder.
"Den funktionelle betydning af denne langsomme rytme i det perineuronale netværk forbliver et mysterium," forklarer neurovidenskabsmand Clayton Dickinson fra University of Alberta. Han var ikke involveret i undersøgelsen, men deltog i diskussionen i en separat artikel.
"Dette spørgsmål," fortsætter Dickinson, "kan løses, når de cellulære og intercellulære mekanismer, der ligger til grund for dette fænomen, er klare." Med henblik herpå undersøgte Durant og hans kolleger langsom rytmisk aktivitet in vitro ved at studere hjernebølger i hippocampale skiver opnået fra halshugede mus.
De fandt, at denne langsomme, rytmiske aktivitet kan generere elektriske felter, der igen aktiverer naboceller. Således skabes en form for neuralkommunikation uden kemisk synaptisk transmission og mellemrum.
Salgsfremmende video:
”Vi har kendt til disse bølger i lang tid, men ingen kunne forklare deres nøjagtige formål, og ingen troede, de kunne forplantes på egen hånd,” siger Durant.
Neural aktivitet kan reguleres, forbedres eller blokeres ved anvendelse af svage elektriske felter og har som analog en anden tilstand af cellulær kommunikation kaldet epaptisk transmission.
Undersøgelsens mest radikale konstatering var, at elektriske felter kan aktivere neuroner, selv når de er helt revet fra hinanden i afskåret hjernevæv, forudsat at de to dele forbliver i tæt fysisk nærhed.
”For at sikre, at skiven var helt afskåret, blev de to stykker adskilt og derefter fastgjort igen, og der blev observeret et klart hul under driftsmikroskopet,” forklarer forfatterne i artiklen.
Den langsomme rytmiske aktivitet af hippocampus kan faktisk udløse en begivenhed på den anden side af stykket, på trods af det komplette snit mellem de to stykker.
Hvis du synes, dette lyder mærkeligt, skal du ikke blive overrasket, du er ikke den eneste, der mener det. Et bedømmelsesudvalg i The Journal of Physiology, hvor undersøgelsen blev offentliggjort, insisterede på, at eksperimenterne skulle gentages, før de blev enige om at offentliggøre det.
Durant og hans kolleger overholdt samvittighedsfuldt dette krav, fuldt ud opmærksomme på sådan forsigtighed, da de selv var opmærksomme på den hidtil uset fremmedhed i deres observationer.
”Dette var et vandløbets øjeblik,” siger Durant,”for os og for alle forskere, vi har formidlet om dette. Men hvert eksperiment, vi løb for at teste, bekræftede kun vores resultater."
Det vil kræve meget mere forskning at finde ud af, om denne samme form for neuralkommunikation forekommer i den menneskelige hjerne. Det kræver også at undersøge, hvilken funktion den udfører. Indtil videre er dette en chokerende kendsgerning.
Det ses, siger Dixon, om resultaterne er relateret til den langsomme, spontane rytme, der observeres i cortex og hippocampusvæv under søvn og søvnlignende tilstande.
Lina Medvedeva