Andrew Koob a primit titlul de Doctor în neuroștiințe de la Universitatea Purdue, în 2005, și a deținut poziții de cercetare la Dartmouth College, Universitatea din California, San Diego, și la Universitatea din München, Germania. El este, de asemenea, autorul The Root of Thought, care explorează scopul și funcția celulelor gliale, cel mai abundent tip de celule din creier., Mintea Conteaza editor Jonah Lehrer chat cu Koob despre ce glia au fost trecute cu vederea de secole, și cum noi experimente cu celule gliale pune în lumină unele dintre cele mai misterioase aspecte ale mintii.LEHRER: noua ta carte, rădăcina gândirii, se referă la puterea celulelor gliale, care reprezintă de fapt aproape 90% din celulele creierului. Ce fac celulele gliale? Și de ce avem atât de mulți în capul nostru?
KOOB: inițial, oamenii de știință nu au crezut că au făcut nimic., Până în ultimii 20 de ani, cercetătorii credeau că neuronii comunică reciproc, reprezentate gândurile noastre, și că glia fost un fel de stuc și mortar care deține casa impreuna. Ei au fost considerați izolatori simpli pentru comunicarea neuronilor. Există câteva tipuri de celule gliale, dar recent oamenii de știință au început să se concentreze asupra unui anumit tip de celulă glială numită „astrocite”, deoarece acestea sunt abundente în cortex. Interesant, pe măsură ce urcați pe scara evolutivă, astrocitele din cortex cresc în dimensiune și număr, oamenii având cele mai multe astrocite și, de asemenea, cele mai mari., Oamenii de știință au descoperit, de asemenea, că astrocitele comunică cu ei înșiși în cortex și sunt, de asemenea, capabile să trimită informații neuronilor. În cele din urmă, astrocitele sunt, de asemenea, celula stem adultă din creier și controlează fluxul sanguin către regiunile activității creierului. Din cauza tuturor acestor proprietăți importante și din moment ce cortexul este considerat responsabil pentru gândirea superioară, oamenii de știință au început să-și dea seama că astrocitele trebuie să contribuie la gândire. Lehrer: de ce glia a fost neglijată atât de mult timp?KOOB: pentru a înțelege acest lucru, trebuie să faceți un tur al istoriei științei creierului., Glia a fost în principal o bară laterală timp de 200 de ani în lupta pentru ideea neuronului. Câteva aspecte importante au fost: la sfârșitul secolului al XVIII-lea, oamenii de știință au descoperit proprietățile electrice ale neuronului în coloana vertebrală a broaștelor. Neuronii au legături lungi care sunt ușor de studiat, numiți „axoni”, care se extind de la corpul celular de la creier în coloana vertebrală și coloana vertebrală până la membre și corp. În mod similar, neuronii din simțuri au fost legați de neuronii din creier. Aici s-a înrădăcinat noțiunea de neuroni ca bază a gândurilor noastre., La mijlocul secolului al XIX-lea, glia tocmai a fost descoperită, iar cercetătorii s-au gândit că celulele gliale au ținut pur și simplu neuronii împreună (glia este greacă pentru lipici). Ceea ce mi se pare amuzant este că oamenii de știință au dat peste o celulă foarte numeroasă din creier, un organ responsabil pentru gândurile și personalitatea noastră, dar erau atât de concentrați pe neuroni încât au ajuns la concluzia că noua celulă nu are valoare. La sfârșitul secolului al XIX-lea a fost dezvoltată o metodă de colorare pentru a privi mai eficient celulele din creier., Un cercetător strălucit din Spania, Santiago Ramon y Cajal, a luat-o asupra sa pentru a studia creierul din perspectiva neuronilor. El a cartografiat meticulos o schemă pentru modul în care procesează informațiile și sunt conectate, ceea ce a dus la „doctrina neuronului.”(„Doctrina neuronului” este o credință că neuronii sunt responsabili pentru gândurile noastre.) Cu toate acestea, Cajal părea deranjat de celulele gliale. Ei au fost foarte numeroase și, evident, agățat peste tot cortexul., Între timp, fratele său Pedro, care era și om de știință, a dezvoltat teoria că celulele gliale erau „celule de sprijin” care izolau proprietățile electrice ale neuronilor. Cajal a decis să susțină teoria fratelui său. Și din 1906, când a câștigat Premiul nobel, aceasta a fost dogma.
LEHRER: ați putea descrie câteva dintre primele experimente care au determinat mai întâi oamenii de știință să reconsidere rolul celulelor gliale?
KOOB: experimentele gliale nu au început până în anii 1960. toți oamenii de știință știau despre glia era că dacă pui neuroni în petri dish, trebuia să ai glia, sau neuronii ar muri. Apoi, Stephen W., Kuffler de la Harvard, din motive necunoscute, a decis să testeze teoria acceptată a izolației lui Pedro. Acest lucru a fost în același timp în care numărul de celule din creier a dezvăluit că celulele gliale sunt aproape 90% din creier (de aici provine ideea bazată pe neuroni că folosim doar 10% din creierul nostru). Kuffler este notabil pentru că a înființat în mod ironic Departamentul de Biologie „Neuro” de la Harvard în timp ce efectua aceste experimente gliale inovatoare. Oricum, Kuffler a luat astrocite de la leech și mud puppy și a adăugat potasiu, ceva despre care se știe că curge din neuroni după ce sunt stimulați., El a crezut că acest lucru ar confirma teoria lui Pedro că celulele gliale erau izolatoare. Ceea ce a descoperit în schimb a fost că potențialul electric al celulelor gliale a răspuns la potasiu. Kuffler și colegii au descoperit că astrocitele au prezentat un potențial electric, la fel ca neuronii. Ei au descoperit, de asemenea, în broască și lipitoare că astrocitele au fost influențate de schimbul de ioni neuronali, un proces de mult timp considerat a fi omologul chimic al gândirii., De atunci, mulți cercetători au finalizat experimente pe communicatory capacitatea de celule gliale cu neuroni, inclusiv în la sfârșitul anilor ’80 și începutul anilor’ 90 când s-a descoperit celulele gliale răspunde la și de presă ‘neuro’ emițătoare.
LEHRER: de ce sunt importante undele de calciu?
KOOB: pe scurt, undele de calciu sunt modul în care astrocitele comunică cu ele însele. Astrocitele au sute de „endfeet” care se răspândesc din corpul lor. Arată ca mini octopi, și leagă aceste endfeet cu vasele de sânge, alte astrocite și sinapsele neuronale., Calciu este eliberat de interne, magazine în astrocite ca acestea sunt stimulate, apoi calciu călătorește prin endfeet la alte astrocite. Termenul „unde de calciu” descrie eliberarea și schimbul de calciu între astrocite și între astrocite și neuroni. Oamenii de stiinta de la Yale, mai ales Ann H. Cornell-Clopot și Steven Finkbeiner, au arătat că de calciu valuri se pot răspândi de la punctul de stimulare de o astrocyte la toate celelalte astrocite într-o zonă de sute de ori mărimea originală astrocyte. Mai mult, undele de calciu pot provoca, de asemenea, focul neuronilor., Și undele de calciu din cortex îi determină pe oamenii de știință să deducă că acest stil de comunicare poate conduce la procesarea anumitor gânduri. Dacă acest lucru nu este convingător, s-a demonstrat recent că o moleculă care stimulează aceiași receptori ca THC poate aprinde eliberarea de calciu astrocite.
LEHRER: sugerați că glia și undele lor de calciu ar putea juca un rol în creativitate. Poți să-mi explici?
KOOB: această idee provine din vise, privarea senzorială și visarea zilei. Fără aportul simțurilor noastre prin neuroni, cum se face că avem gânduri atât de vii?, Cum se face că, atunci când suntem adânc în gândire, aparent închidem totul în mediul din jurul nostru? În această teorie, neuronii sunt legați de acțiunea noastră musculară și de simțurile externe. Știm că astrocitele monitorizează neuronii pentru aceste informații. În mod similar, ele pot induce neuronii la foc. Prin urmare, astrocitele modulează comportamentul neuronilor. Acest lucru ar putea însemna că undele de calciu din astrocite sunt mintea noastră de gândire. Activitatea neuronală fără procesarea astrocitelor este un reflex simplu; orice lucru mai complicat ar putea necesita procesarea astrocitelor., Faptul că oamenii au cele mai abundente și mai mari astrocite ale oricărui animal și suntem capabili de creativitate și imaginație, de asemenea, dă credibilitate acestei speculații.calciul este, de asemenea, eliberat la întâmplare și fără stimulare din depozitele interne ale astrocitelor în mici explozii numite „bufe”.”Aceste bufe aleatorii pot duce la valuri. Este posibil ca gândurile aparent aleatorii în timpul viselor și experienței de privare senzorială să poată fi bufe de calciu devenind valuri în astrocitele noastre., Practic, este evident că astrocite sunt implicate în procesarea creierului în cortexul, dar principalele întrebări sunt, nu gândurile și imaginația provin din astrocite lucrează împreună cu neuroni, sau sunt gândurile noastre și imaginația exclusiv domeniul de astrocite? Poate că rolul neuronilor este de a susține astrocitele.