Εγκεφαλική βλάβη: Μια νέα μελέτη χαρτογράφησης εγκεφάλου διαπιστώνει ότι η βλάβη σε ένα μέρος του εγκεφάλου αλλάζει τις συνδέσεις μεταξύ των νευρώνων σε ολόκληρο τον εγκέφαλο.
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Irvine ανακάλυψαν ότι ένας τραυματισμός σε ένα μέρος του εγκεφάλου αλλάζει τις συνδέσεις μεταξύ των νευρικών κυττάρων σε ολόκληρο τον εγκέφαλο. Η νέα έρευνα δημοσιεύτηκε αυτή την εβδομάδα στο Nature Communications. Κάθε χρόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες, σχεδόν δύο εκατομμύρια Αμερικανοί υφίστανται μια τραυματική εγκεφαλική βλάβη (TBI). Οι επιζώντες μπορούν να ζήσουν με δια βίου σωματικές, γνωστικές και συναισθηματικές αναπηρίες. Επί του παρόντος, δεν υπάρχουν θεραπείες.
Τραυματισμοί στο κεφάλι
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για τους νευροεπιστήμονες ήταν η πλήρης κατανόηση του τρόπου με τον οποίο μια TBI αλλάζει τη διασταυρούμενη συζήτηση μεταξύ διαφορετικών κυττάρων και περιοχών του εγκεφάλου. Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές βελτίωσαν μια διαδικασία που ονομάζεται iDISCO, η οποία χρησιμοποιεί διαλύτες για να κάνει τα βιολογικά δείγματα διαφανή. Η διαδικασία αφήνει πίσω έναν πλήρως άθικτο εγκέφαλο που μπορεί να φωτιστεί με λέιζερ και να απεικονιστεί σε 3D με εξειδικευμένα μικροσκόπια. Με τις βελτιωμένες διαδικασίες εκκαθάρισης του εγκεφάλου, η ομάδα UCI χαρτογράφησε τις νευρικές συνδέσεις σε ολόκληρο τον εγκέφαλο. Οι ερευνητές εστίασαν στις συνδέσεις με ανασταλτικούς νευρώνες, επειδή αυτοί οι νευρώνες είναι εξαιρετικά ευάλωτοι στο θάνατο μετά από έναν εγκεφαλικό τραυματισμό. Η ομάδα εξέτασε αρχικά τον ιππόκαμπο, μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνη για τη μάθηση και τη μνήμη.
Στη συνέχεια, ερεύνησαν τον προμετωπιαίο φλοιό, μια περιοχή του εγκεφάλου που συνεργάζεται με τον ιππόκαμπο. Και στις δύο περιπτώσεις, η απεικόνιση έδειξε ότι οι ανασταλτικοί νευρώνες αποκτούν πολύ περισσότερες συνδέσεις από γειτονικά νευρικά κύτταρα μετά την TBI, αλλά αποσυνδέονται από τον υπόλοιπο εγκέφαλο. “Γνωρίζουμε εδώ και πολύ καιρό ότι η επικοινωνία μεταξύ διαφορετικών εγκεφαλικών κυττάρων μπορεί να αλλάξει πολύ δραματικά μετά από έναν τραυματισμό”, δήλωσε ο Robert Hunt, PhD, αναπληρωτής καθηγητής ανατομίας και νευροβιολογίας και διευθυντής του Κέντρου Ερευνών Επιληψίας στο UCI School of Medicine του οποίου εργαστήριο διεξήγαγε τη μελέτη, “Αλλά, δεν μπορέσαμε να δούμε τι συμβαίνει σε ολόκληρο τον εγκέφαλο μέχρι τώρα”.
Για να ρίξουν μια πιο προσεκτική ματιά στις κατεστραμμένες εγκεφαλικές συνδέσεις, ο Hunt και η ομάδα του επινόησαν μια τεχνική για την αντιστροφή της διαδικασίας καθαρισμού και την ανίχνευση του εγκεφάλου με παραδοσιακές ανατομικές προσεγγίσεις. Τα ευρήματα έδειξαν εκπληκτικά ότι οι μακριές προβολές των απομακρυσμένων νευρικών κυττάρων εξακολουθούσαν να υπάρχουν στον κατεστραμμένο εγκέφαλο, αλλά δεν σχημάτιζαν πλέον συνδέσεις με ανασταλτικούς νευρώνες.
“Φαίνεται ότι ολόκληρος ο εγκέφαλος επανασυνδέεται προσεκτικά για να αντιμετωπίσει τη ζημιά, ανεξάρτητα από το αν υπήρξε άμεσος τραυματισμός στην περιοχή ή όχι”, εξήγησε ο Alexa Tierno, μεταπτυχιακός φοιτητής και συν-πρώτος συγγραφέας της μελέτης. “Αλλά διαφορετικά μέρη του εγκεφάλου πιθανότατα δεν συνεργάζονται τόσο καλά όσο πριν από τον τραυματισμό”. Οι ερευνητές θέλησαν στη συνέχεια να προσδιορίσουν εάν ήταν δυνατό οι ανασταλτικοί νευρώνες να επανασυνδεθούν με απομακρυσμένες περιοχές του εγκεφάλου. Για να το ανακαλύψουν, ο Hunt και η ομάδα του μεταμόσχευσαν νέους ενδονευρώνες στον κατεστραμμένο ιππόκαμπο και χαρτογράφησαν τις συνδέσεις τους, με βάση την προηγούμενη έρευνα της ομάδας που δείχνει ότι η μεταμόσχευση ενδονευρώνων μπορεί να βελτιώσει τη μνήμη και να σταματήσει τις επιληπτικές κρίσεις σε ποντίκια με TBI.
Οι νέοι νευρώνες έλαβαν κατάλληλες συνδέσεις από όλο τον εγκέφαλο. Αν και αυτό μπορεί να σημαίνει ότι θα μπορούσε να είναι δυνατό να δελεαστεί ο τραυματισμένος εγκέφαλος να επιδιορθώσει μόνος του αυτές τις χαμένες συνδέσεις, ο Hunt είπε ότι η εκμάθηση του τρόπου με τον οποίο οι μεταμοσχευμένοι ενδονευρώνες ενσωματώνονται σε κατεστραμμένα εγκεφαλικά κυκλώματα είναι απαραίτητη για οποιαδήποτε μελλοντική προσπάθεια χρήσης αυτών των κυττάρων για επισκευή εγκεφάλου. Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για τους νευροεπιστήμονες ήταν η πλήρης κατανόηση του τρόπου με τον οποίο μια TBI αλλάζει τη διασταυρούμενη συζήτηση μεταξύ διαφορετικών κυττάρων και περιοχών του εγκεφάλου.
“Η μελέτη μας είναι μια πολύ σημαντική προσθήκη στην κατανόησή μας για το πώς οι ανασταλτικοί πρόγονοι μπορούν κάποτε να χρησιμοποιηθούν θεραπευτικά για τη θεραπεία της ΤΒΙ, της επιληψίας ή άλλων εγκεφαλικών διαταραχών”, είπε ο Χαντ. “Μερικοί άνθρωποι πρότειναν ότι η μεταμόσχευση ενδονευρώνων μπορεί να αναζωογονήσει τον εγκέφαλο απελευθερώνοντας άγνωστες ουσίες για να ενισχύσει την έμφυτη αναγεννητική ικανότητα, αλλά διαπιστώνουμε ότι οι νέοι νευρώνες συνδέονται πραγματικά σκληρά στον εγκέφαλο”. Ο Hunt ελπίζει να αναπτύξει τελικά κυτταρική θεραπεία για άτομα με TBI και επιληψία. Η ομάδα της UCI επαναλαμβάνει τώρα τα πειράματα χρησιμοποιώντας ανασταλτικούς νευρώνες που παράγονται από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα. “Αυτή η εργασία μας οδηγεί ένα βήμα πιο κοντά σε μια μελλοντική κυτταρική θεραπεία για ανθρώπους”, είπε ο Χαντ, “Η κατανόηση των ειδών πλαστικότητας που υπάρχει μετά από έναν τραυματισμό θα μας βοηθήσει να ξαναχτίσουμε τον τραυματισμένο εγκέφαλο με πολύ υψηλό βαθμό ακρίβειας. Ωστόσο, είναι πολύ σημαντικό να προχωρήσουμε σοφά προς αυτόν τον στόχο και αυτό απαιτεί χρόνο”.
Πηγή: healthweb.gr