Nowo odkryta populacja komórek nerwowych zwana neuronami nNOS typu I ma potężny, ogólnoustrojowy wpływ na aktywność mózgu i przepływ krwi. Badania pokazują, że komórki te mają kluczowe znaczenie dla utrzymania zdrowego funkcjonowania mózgu, co może mieć potencjalne implikacje dla zrozumienia zaburzeń snu, chorób neurodegeneracyjnych i skutków przewlekłego stresu.
Odkrycie: mała grupa o przesadnym wpływie
Naukowcy z Pennsylvania State University odkryli, że te kilka neuronów, zlokalizowanych głównie w głębokich warstwach kory mózgowej, odgrywa zaskakującą rolę w regulowaniu spontanicznych oscylacji mózgu – rytmicznych pulsacji przepływu krwi dostarczającej tlen i oczyszczające odpady. Aby zrozumieć ich funkcję, naukowcy selektywnie usunęli neurony typu I nNOS z mózgów myszy i zaobserwowali efekty.
Co się stanie, gdy te komórki znikną?
Wyniki były niesamowite. Bez tych neuronów myszy miały znacznie zmniejszony przepływ krwi, osłabione pulsacje w naczyniach krwionośnych (proces zwany wazomocją) i zmniejszoną ogólną aktywność mózgu. Powolne fale mózgowe związane z głębokim snem (fale delta) również osłabły, a komunikacja między lewą i prawą półkulą stała się mniej zsynchronizowana.
„W mózgu tętnice, żyły i naczynia włosowate pomagają przemieszczać płyn, stale rozszerzając się i kurcząc co kilka sekund w ramach tak zwanych spontanicznych oscylacji” – wyjaśnia inżynier biomedyczny Patrick Drew. „Po namierzeniu i wyeliminowaniu podzbioru tych neuronów zaobserwowaliśmy znaczne zmniejszenie amplitudy tych oscylacji”.
Dlaczego to ma znaczenie: łączenie zdrowia mózgu z kluczowymi procesami
Badanie sugeruje, że neurony nNOS typu I mają kluczowe znaczenie dla kilku podstawowych funkcji mózgu:
- Sen: Fale delta, które słabną po usunięciu tych neuronów, są ściśle powiązane z głębokim, regenerującym snem.
- Usuwanie odpadów: Vasomotion jest niezbędny do wypłukiwania odpadów metabolicznych z mózgu. Upośledzenie ruchu naczyń jest cechą charakterystyczną chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera.
- Synchronizacja mózgu: Zdrowa komunikacja między półkulami mózgu zależy od aktywności tych neuronów.
Naukowcy doszli do wniosku, że utrata tych neuronów może przyczyniać się do rozwoju zaburzeń snu i chorób neurodegeneracyjnych.
Związek ze stresem: możliwy czynnik środowiskowy
Neurony typu I nNOS są szczególnie podatne na stres psychiczny. Nasuwa się pytanie, czy przewlekły stres może prowadzić do utraty tych komórek, przyczyniając się z biegiem czasu do pogorszenia stanu zdrowia mózgu.
„Zmniejszony przepływ krwi to tylko jeden z wielu czynników, które przyczyniają się do pogorszenia funkcji mózgu i chorób neurodegeneracyjnych” – mówi Drew. „Chociaż wiemy, że starzenie się odgrywa w tym główną rolę, utrata tych rzadkich neuronów z powodu przewlekłego stresu może być niezbadaną przyczyną złego stanu zdrowia mózgu”.
Co dalej?
Chociaż odkrycia te opierają się na badaniach na myszach, naukowcy uważają, że ludzki mózg może działać w podobny sposób. Konieczne są przyszłe badania, aby potwierdzić ten związek i sprawdzić, czy dysfunkcja neuronów typu I nNOS odgrywa rolę w zaburzeniach neurologicznych.
Badanie to podkreśla kluczowe znaczenie utrzymywania zdrowego przepływu krwi i ochrony tych maleńkich, ale potężnych komórek mózgowych przed szkodliwym działaniem przewlekłego stresu.
