Mελέτη σχετικά με τη νευρική δραστηριότητα οδηγεί σε θεραπεία για τη νόσο του Αλτσχάιμερ

Η μελέτη επικεντρώνεται στα εγκεφαλικά κύματα και στη μετάδοση πληροφοριών στον εγκέφαλο. Η ερευνητική ομάδα προσπάθησε να καταλάβει πώς ακριβώς μεταφέρουν τα εγκεφαλικά κύματα πληροφορίες και τον αντίκτυπο που μπορεί να έχουν τα διάφορα επίπεδα νευρωνικού συγχρονισμού.

Τι είναι τα εγκεφαλικά κύματα;

Τα εγκεφαλικά κύματα ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά στις αρχές του 20ου αιώνα από επιστήμονες που χρησιμοποιούσαν ηλεκτρόδια που τοποθετούνται μεταξύ του τριχωτού της κεφαλής. Με αυτόν τον τρόπο οι ερευνητές ανακάλυψαν εγκεφαλική δραστηριότητα που χαρακτηρίζεται από αργά και γρήγορα ανοδικά και φθίνοντα σήματα, τα οποία ονομάζονται εγκεφαλικά κύματα.

Τα εγκεφαλικά κύματα είναι η έκφραση της συγχρονισμένης δραστηριότητας που πραγματοποιούνται από δεκάδες χιλιάδες νευρώνες, με μια φυσιολογική αύξηση της δραστηριότητας των κυμάτων που εκφράζει τη συγχρονισμένη δραστηριότητα πολλών διαφορετικών ομάδων νευρώνων καθώς μεταδίδουν πληροφορίες. Αλλά πώς και γιατί αυτά τα κύματα συμβάλλουν στη σωστή μετάδοση πληροφοριών στον εγκέφαλο;

Διάφορες μελέτες όλα αυτά τα χρόνια έχουν δείξει ότι οι αλλαγές στην ένταση και τη συχνότητα των εγκεφαλικών κυμάτων μπορεί να υποδηλώνουν νευρολογικές διαταραχές όπως επιληψία και αυτισμό, ή νευροεκφυλιστικές ασθένειες, συμπεριλαμβανομένων του Πάρκινσον και του Αλτσχάιμερ.

Το Αλτσχάιμερ, για παράδειγμα, χαρακτηρίζεται από απότομη μείωση της έντασης των κυμάτων σε μια συγκεκριμένη συχνότητα, ενώ η επιληψία χαρακτηρίζεται από μια πολύ απότομη και ανώμαλη αύξηση της έντασης των κυμάτων σε διαφορετική συχνότητα.

Η μελέτη Bar-Ilan επικεντρώθηκε στην αλλαγή του επιπέδου συγχρονισμού στην περιοχή του εγκεφάλου που μεταδίδει πληροφορίες, πριν εξετάσει πώς επηρεάστηκε τόσο η ίδια η μεταφορά όσο και τα επίπεδα κατανόησης της περιοχής του εγκεφάλου.

Οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν κυρίως στο οσφρητικό σύστημα του εγκεφάλου (την αίσθηση της όσφρησης), καθώς χαρακτηρίζεται από ιδιαίτερα έντονη δραστηριότητα εγκεφαλικών κυμάτων.

Προκειμένου να αυξήσουν και να μειώσουν το συγχρονισμό των νευρώνων, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια μέθοδο που ονομάζεται οπτογενετική, η οποία επιτρέπει την έναρξη και απενεργοποίηση της νευρικής δραστηριότητας κατά βούληση. Η οπτογενετική λειτουργεί μέσω της προβολής αναλαμπών φωτός σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου, επιτρέποντας την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση των συγχρονιστικών νευρώνων.

Χειρισμός του οσφρητικού συστήματος

Η αρχική επεξεργασία των πληροφοριών στο οσφρητικό σύστημα πραγματοποιείται στην πρωτογενή περιοχή και σε αυτήν οι ερευνητές αύξησαν και μείωσαν τον νευρικό συγχρονισμό πριν από την επεξεργασία των πληροφοριών.

Διαπίστωσαν ότι ο χειρισμός του συστήματος για την αύξηση του νευρικού συγχρονισμού στην πρωτογενή περιοχή οδήγησε σε σημαντική βελτίωση της μετάδοσης και της επεξεργασίας των πληροφοριών.

Ωστόσο, ανακάλυψαν επίσης κάτι απροσδόκητο. Η ενεργοποίηση των νευρώνων που προκαλούν συγχρονισμό προκάλεσε επίσης μείωση του συνολικού επιπέδου δραστηριότητας στην πρωτογενή περιοχή.

Αποτελέσματα και συμπεράσματα μελέτης

Μέσω της έρευνας του νευρικού συγχρονισμού στο οσφρητικό σύστημα, η ομάδα κατάλαβε ότι όταν χιλιάδες νευρώνες συγχρονίζονται, η μετάδοση πληροφοριών στον εγκέφαλο γίνεται πιο δυναμικά και αξιόπιστα, σε σύγκριση με μια κατάσταση όπου η δραστηριότητα είναι ασύγχρονη και κάθε νευρώνας λειτουργεί ανεξάρτητα από την ομάδα.

Αυτό μπορεί να παρομοιαστεί με μια διαδήλωση δεκάδων χιλιάδων ανθρώπων σε μια δημόσια πλατεία σε σύγκριση με τους διαδηλωτές που είναι διάσπαρτοι ευρέως σε μια μεγαλύτερη περιοχή. Η δύναμη της κοινής και συγχρονισμένης δραστηριότητας είναι ισχυρότερη σε σύγκριση με την ανεξάρτητη, μη συγχρονισμένη δραστηριότητα.

Τα αποτελέσματα της μελέτης μπορούν να οδηγήσουν σε αυξημένη κατανόηση της γνωστικής εξασθένισης στις νευροεκφυλιστικές ασθένειες και θα μπορούσαν ενδεχομένως να οδηγήσουν ακόμη και σε νέες θεραπευτικές επιλογές. Είναι πιθανό η διέγερση συγκεκριμένων νευρώνων μέσω της ίδιας μεθόδου οπτογενετικής που χρησιμοποιείται στη μελέτη να μπορέσει να αποκαταστήσει το συγχρονισμό στο επίπεδο που απαιτείται για τη φυσιολογική εγκεφαλική δραστηριότητα.

Να σημειωθεί πως μέχρι σήμερα, μελέτες έχουν δείξει μια συσχέτιση μεταξύ μειωμένης συγχρονικότητας και νευροεκφυλιστικής νόσου, αλλά δεν έχουν αποδείξει γιατί και πώς συμβαίνει.