Andrew Koob fikk sin Ph. D. i nevrovitenskap fra Purdue University (universitet) i 2005, og har holdt forskning stillinger ved Dartmouth College, University of California, San Diego og Universitetet i München, Tyskland. Han er også forfatter av Roten av Tanken, som utforsker formål og funksjon av glial cells, den mest tallrike typen celle i hjernen., Tankene Saker redaktør Jonah Lehrer samtaler med Koob om hvorfor glia har blitt oversett i århundrer, og hvordan nye eksperimenter med glial cells kaste lys over noen av de mest mystiske aspekter av sinn.
LEHRER: den nye boka, Roten av Tanken, er alle om kraften i glial cells, som faktisk utgjør nesten 90 prosent av celler i hjernen. Hva gjør glial cells gjøre? Og hvorfor har vi så mange inne i hodet vårt?
KOOB: Opprinnelig forskere mener ikke at de gjorde noe., Inntil de siste 20 årene, hjernen forskere trodde nevroner kommunisert til hverandre, representert våre tanker, og at glia var typen som stukkatur og mørtel holde huset sammen. De ble betraktet som enkelt isolatorer for nevron kommunikasjon. Det er noen typer glial cells, men nylig forskere har begynt å fokusere på en bestemt type glial celle kalt «astrocyte,» som de er tallrike i cortex. Interessant nok, så går du opp den evolusjonære stigen, astrocyttene i cortex øke i størrelse og antall, med mennesker som har de mest astrocyttene, og også den største., Forskere har også funnet ut at astrocyttene å kommunisere seg i cortex og er også i stand til å sende informasjon til nevroner. Til slutt, astrocyttene er også voksen stilk celler i hjernen og kontroll blodtilførselen til deler av hjernen aktivitet. På grunn av alle disse viktige egenskaper, og siden cortex antas ansvarlig for høyere trodde, forskere har begynt å innse at astrocyttene må bidra til tanken.
LEHRER: Hvorfor har glia blitt neglisjert i så lang tid?
KOOB: Å forstå dette, må du ta en tur i historien av hjernen vitenskap., Glia var i hovedsak en sidebar for 200 år i kampen om ideen av nevron. Noen høydepunkter var: I slutten av det 18. århundre, forskere oppdaget de elektriske egenskapene av nevron i ryggraden av frosker. Nerveceller har lenge stagene som er enkel å studere kalt ‘axons’ som strekker seg fra cellen kroppen fra hjernen til ryggraden og ryggraden ut til bena og kroppen. På samme måte, nevroner i sansene var knyttet til nevroner i hjernen. Dette er hvor den oppfatningen av nevroner som base for våre tanker rot., I midten av det 19. århundre, glia var bare å bli oppdaget, og forskere har funnet den glial cells bare holdt nervecellene sammen (glia er gresk for lim). Det jeg finner slags morsomme er at forskere snublet over et veldig mange celle i hjernen, et organ som har ansvaret for våre tanker og personlighet, men de var så fokusert på nevroner som de avsluttet den nye cellen var verdiløs. I slutten av det 19. århundre en farging metoden ble utviklet for å se på celler mer effektivt i hjernen., En glimrende forsker fra Spania, Santiago Ramon y Cajal, tok den på seg til å studere hjernen fra perspektivet av nevroner. Han er grundig kartlagt ut en plan for hvordan de behandler informasjon og er koblet til, noe som førte til «Den Nevron Lære.»(«Neuronet Lære» er en tro på at nevroner er ansvarlige for våre tanker.) Men Cajal syntes indignasjon av glial cells. De var veldig mange, og selvsagt henger ut hele cortex., I mellomtiden, hans bror, Pedro, som også var en vitenskapsmann, utviklet teorien om at glial cells var ‘støtte celler» som isolert nevron elektriske egenskaper. Cajal besluttet å tilbake, bror hans teori. Og siden 1906, da han vant nobels fredspris, dette har vært dogme.
LEHRER: Kan du beskrive noen av de tidlige eksperimenter som først ledet forskere til å revurdere rollen glial cells?
KOOB: Glial eksperimenter fikk ikke kommer til 1960-tallet. Alle forskere visste om glia var at hvis du setter nevroner i petriskålen, du måtte ha glia, eller nerveceller dør. Så, Stephen W., Kuffler ved Harvard, av grunner ukjente, bestemte seg for å teste Pedro er akseptert teori av isolasjon. Dette var rundt samme tid som celle teller i hjernen avslørt glial cells til å være nesten 90% av hjernen (det er der nevron basert på ideen om at vi bare bruker 10% av hjernen vår kommer fra). Kuffler er bemerkelsesverdig fordi han ironisk nok etablert Harvard ‘nevro’ biologi avdeling mens han var utføre disse banebrytende glial eksperimenter. Uansett, Kuffler tok astrocyttene fra igle og gjørme valp og lagt kalium, noe som er kjent for å strømme ut av nevroner når de blir stimulert., Han trodde dette ville bekrefte Pedro ‘ s teori om at glial cells var isolatorer. Hva han fant i stedet var at det elektriske potensialet i glial cells svart på kalium. Kuffler og kolleger fant at astrocyttene utstilt et elektrisk potensial, mye som nevroner. De oppdaget også i frosken og igle at astrocyttene var påvirket av neuronal ion exchange, en prosess som lenge holdt for å være den kjemiske motstykke til tanken., Siden så mange forskere har gjennomført eksperimenter på communicatory evne til glial cells med nevroner, blant annet i slutten av 80-tallet og tidlig 90-tallet da det ble oppdaget glial cells svare på og slipp ‘nevro’ sendere.
LEHRER: Hvorfor er kalsium bølger viktig?
KOOB: kort sagt, kalsium bølger er hvordan astrocyttene kommunisere til seg selv. Astrocyttene har hundrevis av ‘endfeet’ sprer seg ut fra sin kropp. De ser ut som mini octopi, og de knytter disse endfeet med blodkar, andre astrocyttene og neuronal synapser., Kalsium er gitt ut fra interne butikker i astrocyttene som de blir stimulert, så kalsium reiser gjennom sine endfeet til andre astrocyttene. Begrepet ‘kalsium bølgene» beskriver kalsium slipp og utveksling mellom astrocyttene og mellom astrocyttene og nevroner. Forskere ved Yale, særlig Ann H. Cornell-Bell-og Steven Finkbeiner, har vist at kalsium bølger kan spre seg fra punkt stimulering av en astrocyte til alle andre astrocyttene i et område hundrevis av ganger størrelsen av den opprinnelige astrocyte. Videre, kalsium bølger kan også føre til nevroner til brann., Og kalsium bølger i cortex er ledende forskerne til å konkludere med at denne stilen av kommunikasjon kan være nyttig til behandling av visse tanker. Hvis det ikke er overbevisende, det ble nylig vist at et molekyl som stimulerer de samme reseptorene som THC kan tenne astrocyte kalsium utgivelsen.
LEHRER: Du foreslår at glia og deres kalsium bølger kan spille en rolle i kreativitet. Kan du forklare?
KOOB: Denne ideen stammer fra drømmer, sensorisk deprivasjon og dag drømmer. Uten innspill fra våre sanser gjennom nevroner, hvordan er det at vi har så livlig tanker?, Hvordan er det at når vi er i dype tanker vi tilsynelatende stenge alt i miljøet rundt oss? I denne teorien, nevroner er knyttet til vårt muskuløs handling og ytre sanser. Vi vet at astrocyttene overvåke nevroner for denne beskjed. På samme måte, de kan indusere nevroner til brann. Derfor, astrocyttene modulere nevron atferd. Dette kan bety at kalsium bølger i astrocyttene er våre tanker. Neuronal aktivitet uten astrocyte behandling er en enkel refleks; noe mer komplisert, kan kreve astrocyte behandling., Det faktum at mennesker har de mest tallrike og største astrocyttene av alle dyr, og vi er i stand til kreativitet og fantasi gir også troverdighet til dette spekulasjoner.
Kalsium er også utgitt tilfeldig og uten stimulering fra astrocyttene’ interne butikker i små puljer som kalles » puffs.’Disse tilfeldige puffs kan føre til bølger. Det er mulig at de tilsynelatende tilfeldige tanker i drømmer og sensorisk deprivasjon erfaring kan være kalsium puffs å bli bølger i vår astrocyttene., I utgangspunktet er det opplagt at astrocyttene er involvert i hjernens behandling i cortex, men de viktigste spørsmål er ikke våre tanker og fantasi stammer fra astrocyttene arbeider sammen med nevroner, eller er våre tanker og fantasi utelukkende domenet av astrocyttene? Kanskje rollen av nevroner er å støtte astrocyttene.