Andrew Koob 2005-ben a Purdue Egyetemen szerzett idegtudományi Ph.D. – t, és kutatási pozíciókat töltött be a Dartmouth College-ban, a Kaliforniai Egyetemen, San Diegóban, valamint a németországi Müncheni Egyetemen. Ő a gondolat gyökerének szerzője is, amely a gliasejtek célját és funkcióját vizsgálja, az agy legelterjedtebb sejttípusát., Mind Matters szerkesztő Jonah Lehrer beszélget Koob arról, hogy miért glia már figyelmen kívül hagyott évszázadok, és hogyan új kísérletek glial sejtek fényt derítenek néhány, a legtitokzatosabb aspektusait az elme.
LEHRER: az új könyved, a gondolat gyökere a gliasejtek erejéről szól, amelyek valójában az agy sejtjeinek közel 90% – át teszik ki. Mit csinálnak a gliális sejtek? És miért van olyan sok a fejünkben?
KOOB: eredetileg a tudósok nem gondoltak semmit., Az elmúlt 20 évben az agykutatók úgy gondolták, hogy a neuronok kommunikálnak egymással, képviselik a gondolatainkat, és hogy a glia olyan, mint a stukkó és a habarcs, ami összetartja a házat. A neuron kommunikáció egyszerű szigetelőinek tekintették őket. Van néhány típusú glialis sejtek, de az utóbbi időben a tudósok elkezdték összpontosítani egy bizonyos típusú glialis sejt úgynevezett “astrocyte,” mivel ezek bőséges a kéregben. Érdekes módon, ahogy felmegy az evolúciós létrán, az agykéregben lévő asztrociták mérete és száma növekszik, az embereknek pedig a legtöbb asztrocitájuk van, és egyben a legnagyobbak is., A tudósok azt is felfedezték, hogy az asztrociták kommunikálnak egymással a kéregben, és képesek információt küldeni a neuronoknak. Végül az asztrociták az agy felnőtt őssejtjei is, amelyek szabályozzák az agyi aktivitás régióinak véráramlását. Mindezen fontos tulajdonságok miatt, és mivel úgy gondolják, hogy a kéreg felelős a magasabb gondolkodásért, a tudósok rájöttek, hogy az asztrocitáknak hozzá kell járulniuk a gondolkodáshoz.
LEHRER: miért elhanyagolták glia – t ilyen sokáig?
KOOB: ennek megértéséhez meg kell látogatnia az agytudomány történetét., A Glia elsősorban 200 évig oldalsáv volt a neuron eszméje elleni küzdelemben. Néhány kiemelés volt: a 18. század végén a tudósok felfedezték a neuron elektromos tulajdonságait a békák gerincében. A neuronok hosszú kötegekkel rendelkeznek, amelyeket könnyű tanulmányozni, úgynevezett “axonok”, amelyek a sejttestből az agyból a gerincbe, a gerincből a végtagokba és a testbe terjednek ki. Hasonlóképpen, az érzékekben lévő neuronok az agy neuronjaihoz kapcsolódtak. Itt gyökerezik a neuronok fogalma, mint gondolataink alapja., A 19. század közepén a glia-t éppen felfedezték, és a kutatók úgy gondolták, hogy a glialis sejtek egyszerűen összetartják a neuronokat (a glia görög ragasztó). Mit találok valami vicces az, hogy a tudósok belebotlottam egy nagyon számos sejt az agyban, egy szerv felelős a gondolatok személyiség, de arra koncentráltunk, hogy a neuronok, hogy arra a következtetésre jutottak, hogy az új sejt volt értéktelen. A 19. század végén festési módszert fejlesztettek ki az agy sejtjeinek hatékonyabb vizsgálatára., Egy ragyogó spanyol kutató, Santiago Ramon y Cajal, magára vette, hogy tanulmányozza az agyat a neuronok szemszögéből. Aprólékosan feltérképezte az információ feldolgozásának és összekapcsolásának rendszerét, ami “a Neuron Doktrínához” vezetett.”(“A Neuron doktrína” az a meggyőződés, hogy a neuronok felelősek a gondolatainkért.) Cajalt azonban a gliasejtek kellemetlenné tették. Nagyon sokan voltak, és nyilvánvalóan az egész kéregben lógtak., Eközben testvére, Pedro, aki szintén tudós volt, kifejlesztette azt az elméletet, hogy a gliasejtek “támogató sejtek”, amelyek szigetelték a neuron elektromos tulajdonságait. Cajal úgy döntött, hogy támogatja testvére elméletét. 1906 óta, amikor elnyerte a nobel-díjat, ez volt a dogma.
LEHRER: tudna leírni néhány korai kísérletet, amelyek először arra késztették a tudósokat, hogy vizsgálják felül a gliális sejtek szerepét?
KOOB: a glialis kísérletek csak az 1960-as években kezdődtek. minden tudós tudott glia-ról, hogy ha neuronokat helyezünk petri-csészébe, akkor glia-t kell kapnunk, vagy az idegsejtek meghalnak. Akkor, Stephen W., Kuffler a Harvardon ismeretlen okokból úgy döntött, hogy teszteli Pedro elfogadott szigetelési elméletét. Ez körülbelül ugyanabban az időben volt, amikor az agyban lévő sejtszám azt mutatta, hogy a gliasejtek az agy közel 90% – át teszik ki (ez az, ahol a neuron alapú ötlet, hogy csak az agyunk 10% – át használjuk). Kuffler figyelemre méltó, mert ironikusan létrehozta a Harvard “neuro” biológiai osztályát, miközben ezeket az úttörő gliális kísérleteket végezte. Különben is, Kuffler asztrocitákat vett ki a piócából és sárból, és káliumot adott hozzá, amiről ismert, hogy stimulálás után kiáramlik a neuronokból., Úgy gondolta, ez megerősíti Pedro elméletét, miszerint a gliasejtek szigetelők. Ehelyett azt találta, hogy a gliasejtek elektromos potenciálja reagált a káliumra. Kuffler és munkatársai megállapították, hogy az asztrociták elektromos potenciált mutatnak, hasonlóan a neuronokhoz. A békában és a piócában azt is felfedezték, hogy az asztrocitákat a neuronális ioncsere befolyásolta, amely folyamat régóta a gondolkodás kémiai megfelelője., Azóta számos kutató elvégezte kísérletek a communicatory képesség, a glia sejtek, idegsejtek, beleértve a késő 80-as, 90-es évek elején, amikor kiderült, glia sejtek reagálnak majd engedje el ‘ideg’ adó.
LEHRER: miért fontosak a kalciumhullámok?
KOOB: röviden, a kalcium hullámok az asztrociták kommunikálnak magukkal. Az asztrocitáknak több száz “endfeet” terjed ki a testükből. Úgy néznek ki, mint a mini octopi, és összekapcsolják ezeket az endfeetet az erekkel, más asztrocitákkal és neuronális szinapszisokkal., A kalcium az asztrociták belső tárolóiból szabadul fel, amint stimulálják őket, majd a kalcium az endfeeten keresztül más asztrocitákba jut. A “kalciumhullámok” kifejezés az asztrociták és az asztrociták és a neuronok közötti kalcium felszabadulást és cserét írja le. A Yale tudósai, nevezetesen Ann H. Cornell-Bell és Steven Finkbeiner kimutatták,hogy a kalciumhullámok az egyik asztrocita stimulációjától az összes többi asztrocitáig terjedhetnek az eredeti asztrocita méretének százszorosára. Ezenkívül a kalcium hullámok idegsejteket is okozhatnak., A kéreg kalciumhullámai arra vezetik a tudósokat, hogy arra következtetjenek, hogy ez a kommunikációs stílus elősegítheti bizonyos gondolatok feldolgozását. Ha ez nem meggyőző, nemrégiben kimutatták, hogy egy molekula, amely ugyanazokat a receptorokat stimulálja, mint a THC, meggyújthatja az asztrocita kalcium felszabadulását.
LEHRER: azt javasolja, hogy a glia és a kalciumhullámaik szerepet játszhassanak a kreativitásban. Meg tudná magyarázni?
KOOB: ez az elképzelés az álmokból, az érzékszervi nélkülözésből és a napi álmodozásból ered. Az érzékeink neuronokon keresztül történő bevitele nélkül hogyan van ilyen élénk gondolataink?, Hogyan van az, hogy amikor mélyen gondolkodunk, látszólag mindent kikapcsolunk a körülöttünk lévő környezetben? Ebben az elméletben a neuronok izomműködésünkhöz és külső érzékeinkhez kötődnek. Tudjuk, hogy az asztrociták figyelik az idegsejteket erre az információra. Hasonlóképpen indukálhatják a neuronokat a tűzbe. Ezért az asztrociták modulálják a neuron viselkedését. Ez azt jelentheti, hogy az asztrociták kalciumhullámai a gondolkodó elménk. Az asztrocita feldolgozás nélküli neuronális aktivitás egyszerű reflex; bármi bonyolultabb, asztrocita feldolgozást igényelhet., Az a tény, hogy az emberek rendelkeznek minden állat legnagyobb és legnagyobb asztrocitáival, és képesek vagyunk a kreativitásra és a képzeletre, szintén hitelt ad ennek a spekulációnak.
a Kalcium is megjelent véletlenszerűen nélkül stimuláció a asztrocitákban belső tárolja a kis tör úgynevezett ‘felfújja. Ezek a véletlenszerű puffadások hullámokhoz vezethetnek. Lehetséges, hogy a látszólag véletlenszerű gondolatok az álmok és az érzékszervi depriváció során az asztrocitáinkban hullámokká válnak., Alapvetően nyilvánvaló, hogy az asztrociták részt vesznek az agy feldolgozásában a kéregben, de a fő kérdés az, hogy gondolataink és képzeletünk az asztrocitákkal együtt dolgozó asztrocitákból származik-e, vagy gondolataink és képzeletünk kizárólag az asztrociták területe? Talán a neuronok szerepe az asztrociták támogatása.