ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ Ο ΕΓΚΕΦΑΛΟΣ; ΝΕΑ ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗΣ ΦΕΡΝΕΙ ΠΙΟ ΚΟΝΤΑ ΤΗΝ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Μια νέα μέθοδος απεικόνισης του εγκεφάλου επιτρέπει για πρώτη φορά την ταυτόχρονη παρακολούθηση 1 εκατ. νευρώνων. Αν και η έρευνα έγινε σε ποντίκια, το επίτευγμα είναι τεράστιο, καθώς μας φέρνει πιο κοντά στη χαρτογράφηση του ανθρώπινου εγκεφάλου. 

Η μελέτη του ανθρώπινου εγκεφάλου παραμένει ένα σημαντικό κεφάλαιο στην ιατρική επιστήμη. Οι έρευνες αποκαλύπτουν όλο και περισσότερα δεδομένα για τη σχέση του εγκεφάλου με τη γενική υγεία. Ακόμη και ο τρόπος που σκεφτόμαστε φαίνεται ότι επηρεάζει τη σωματική μας κατάσταση. 

Τα νούμερα των ψυχικών νόσων αυξάνουν δραματικά τα τελευταία χρόνια. Η αποκωδικοποίηση, λοιπόν, του τρόπου λειτουργίας του εγκεφάλου φαίνεται ότι θα ξεκλειδώσει πολλούς γρίφους και θα δώσει λύσεις σε σημαντικά προβλήματα υγείας. 

Τι ξέρουμε για τον εγκέφαλο; Περιορισμοί και νέα δεδομένα

Καθώς ο εγκέφαλος είναι ένα εξαιρετικά πολύπλοκο όργανο, με πολλές, οριοθετημένες υποπεριοχές, η πλήρης απεικόνισή του δεν έχει καταστεί ακόμη δυνατή. Για να τον παρατηρήσουν αποτελεσματικά, οι νευροεπιστήμονες χρησιμοποιούν διάφορες τεχνικές απεικόνισης, που όμως δίνουν μια κατακερματισμένη εικόνα. 

Τώρα, οι ερευνητές κατάφεραν κάτι πολύ σημαντικό, που θα ανοίξει τον δρόμο για την πληρέστερη παρατήρηση του ανθρώπινου εγκεφάλου: Για πρώτη φορά κατάφεραν να παρακολουθήσουν ταυτόχρονα τη δραστηριότητα 1 εκατ. νευρώνων στον εγκέφαλο ποντικών. 

Αυτό συνέβη χάρη σε μια καινοτόμο μέθοδο, τη λεγόμενη «μικροσκοπία χάντρας φωτός» (light beads microscopy), με την οποία οι επιστήμονες μπορούν να δουν πώς κινούνται και αλληλεπιδρούν τα εγκεφαλικά κύτταρα.

Ελένη Καστρινογιάννη

Τι προσφέρει η νέα μέθοδος απεικόνισης;

Η μέθοδος επιτρέπει μια λεπτομερή χαρτογράφηση του εγκεφάλου ακόμη κι όταν αυτός αλλάζει τη νευρολογική δραστηριότητά του.

«Καθώς ο εγκέφαλος αποτελεί ένα δίκτυο πυκνών διασυνδέσεων με πολλές υποπεριοχές, προκειμένου να μελετηθεί η δραστηριότητα των νευρώνων σε αυτές χρειάζονταν νέες τεχνικές απεικόνισης», λέει η Alipasha Vaziri, νευροεπιστήμονας από το πανεπιστήμιο Rockefeller στη Νέα Υόρκη. «Στην πραγματικότητα, έπρεπε να αιχμαλωτίσουμε τη δραστηριότητα πολλών νευρώνων ταυτόχρονα σε απομακρυσμένα τμήματα του εγκεφάλου και σε υψηλή ανάλυση». 

Οι μέχρι τώρα τεχνικές απεικόνισης είχαν συγκεκριμένες δυνατότητες: Μπορούσαν να μεγεθύνουν μια περιοχή του εγκεφάλου, οπότε οι επιστήμονες έβλεπαν τι συμβαίνει εκεί, αλλά έχαναν την πλήρη εικόνα, το πώς αλληλεπιδρούν τα επιμέρους τμήματα του εγκεφάλου. Αν πάλι είχαν την πλήρη εικόνα, αυτή ήταν σε σμίκρυνση, συνεπώς χάνονταν σημαντικές λεπτομέρειες της νευρωνικής δραστηριότητας. 

Με την τεχνολογία «μικροσκοπίας χάντρας φωτός», κάθε παλμός φωτός διασπάται μέσω κατόπτρων σε πολλούς μικρότερους, διαφορετικής έντασης, ώστε να απεικονίζονται ταυτόχρονα διαφορετικά βάθη του υπό παρατήρηση αντικειμένου. 

Αυτό σημαίνει ότι πολλαπλά βάθη μπορούν να απεικονιστούν στον ίδιο παλμό, δίνοντας στους επιστήμονες μια βαθύτερη και ταχύτερη οπτική. Αυτή τη φορά παρακολούθησαν ταυτόχρονα 1 εκατ. νευρώνες στον εγκέφαλο των ποντικών. Ο επόμενος στόχος είναι να παρακολουθήσουν με τον ίδιο τρόπο τους εγκεφάλους και άλλων ζώων και να μελετήσουν πώς αλληλεπιδρούν τα αισθητηριακά, οπτικά και κινητικά κέντρα του εγκεφάλου. 

Σε τι θα μας βοηθήσει στο μέλλον η νέα μέθοδος;

Όσο καλύτερα μπορούμε να δούμε μέσα στον εγκέφαλο, τόσο καλύτερα μπορούμε να βρούμε πώς λειτουργεί. Φανταστείτε τι τεράστιο επίτευγμα θα είναι η δυνατότητα απεικόνισης της πλήρους δραστηριότητας του ανθρώπινου εγκεφάλου. Θα μπορέσουν να απαντηθούν ερωτήματα σχετικά με το γιατί αισθανόμαστε όπως αισθανόμαστε, αν μπορούμε να αλλάξουμε τις σκέψεις που μας βασανίζουν, ακόμη κι αν οι σκέψεις και τα συναισθήματά μας επηρεάζουν πράγματι την υγεία μας, όπως ήδη φαίνεται, και σε τι βαθμό.