Shkencëtarët kanë identifikuar një formë unike të mesazheve qelizore që ndodhin në trurin e njeriut, duke zbuluar se sa shumë kemi ende për të mësuar rreth funksioneve të brendshme misterioze.
Në mënyrë emocionuese, zbulimi lë të kuptohet se truri ynë mund të jetë njësi llogaritjeje edhe më të fuqishme sesa e kemi kuptuar.
Në vitin 2020, kërkuesit nga institutet në Gjermani dhe Greqi raportuan një mekanizëm në qelizat e jashtme kortikale të trurit që prodhon një sinjal të ri ‘të klasifikuar’ vetë, një që mund t’u sigurojë neuroneve individuale një mënyrë tjetër për të kryer funksionet e tyre logjike.
Duke matur aktivitetin elektrik në seksionet e indeve të hequra gjatë operacionit te pacientët epileptikë dhe duke analizuar strukturën e tyre duke përdorur mikroskopin fluoreshente, neurologët zbuluan se qelizat individuale në korteks përdornin jo vetëm jonet e zakonshme të natriumit për të ‘zjarruar’, por edhe kalciumin.
Ky kombinim i joneve të ngarkuar pozitivisht nisi valët e tensionit që nuk ishin parë kurrë më parë, të referuara si një potencial veprimi dendritik i ndërmjetësuar nga kalciumi, ose dCaAP.
Truri – veçanërisht ai i llojit njerëzor – shpesh krahasohet me kompjuterët. Analogjia ka kufijtë e saj, por në disa nivele ata kryejnë detyra në mënyra të ngjashme.
Të dy përdorin fuqinë e një tensioni elektrik për të kryer operacione të ndryshme. Në kompjuterë është në formën e një rrjedhe mjaft të thjeshtë të elektroneve përmes kryqëzimeve të quajtura transistorë.
Në neuronet, sinjali është në formën e një valë kanalesh hapëse dhe mbyllëse që shkëmbejnë grimcat e ngarkuara si natriumi, kloruri dhe kaliumi. Ky puls i joneve që rrjedhin quhet potencial veprimi.
Në vend të transistorëve, neuronet i menaxhojnë këto mesazhe kimikisht në fund të degëve të quajtura dendrite.
“Dendritet janë qendrore për të kuptuar trurin, sepse ata janë në thelbin e asaj që përcakton fuqinë llogaritëse të neuroneve të vetme,” i tha Walter Beckwith, neuroshkencëtari i Universitetit Humboldt, Matthew Larkum, në Shoqatën Amerikane për Avancimin e Shkencës në janar 2020.
Dendritet janë semaforët e sistemit tonë nervor. Nëse një potencial veprimi është mjaft i rëndësishëm, ai mund të kalojë në nerva të tjerë, të cilët mund të bllokojnë ose kalojnë mesazhin.
Kjo është baza logjike e trurit tonë – valëzimet e tensionit që mund të komunikohen kolektivisht në dy forma: ose një DHE mesazh (nëse x dhe y janë aktivizuar, mesazhi transmetohet); ose një OSE mesazh (nëse x ose y aktivizohet, mesazhi transmetohet).
Me siguri, askund kjo nuk është më komplekse sesa në pjesën e jashtme të dendur dhe të rrudhosur të sistemit nervor qendror të njeriut; korteksi cerebral. Shtresat e dyta dhe të treta më të thella janë veçanërisht të trasha, të mbushura me degë që kryejnë funksione të rendit të lartë që ne i lidhim me ndjesinë, mendimin dhe kontrollin motorik.
Ishin indet nga këto shtresa që studiuesit i hodhën një vështrim nga afër, duke i lidhur qelizat me një pajisje të quajtur një kapëse somatodendritike për të dërguar potencialet aktive lart e poshtë çdo neuroni, duke regjistruar sinjalet e tyre.
“Kishte një moment ‘eureka’ kur pamë për herë të parë potencialet e veprimit dendritik”, tha Larkum.
Për të siguruar që ndonjë zbulim nuk ishte unik për njerëzit me epilepsi, ata kontrolluan dy herë rezultatet e tyre në një pjesë të vogël të mostrave të marra nga tumoret e trurit.
Ndërsa ekipi kishte kryer eksperimente të ngjashme me minjtë, llojet e sinjaleve që ata vëzhguan të gumëzhinin nëpër qelizat njerëzore ishin shumë të ndryshme.
Më e rëndësishmja, kur ata i dozuan qelizat me një bllokues të kanalit të natriumit të quajtur tetrodotoksina, ata përsëri gjetën një sinjal. Vetëm duke bllokuar kalciumin u qetësuan të gjithë.
Gjetja e një potenciali veprimi të ndërmjetësuar nga kalciumi është mjaft interesante. Por modelimi i mënyrës se si funksiononte ky lloj i ri i ndjeshëm sinjali në korteks zbuloi një surprizë.
Përveç logjikës DHE dhe OSE-Funksionet e tipit, këto neurone individuale mund të veprojnë si ‘ekskluzive’ OSE (XOR) kryqëzimet, të cilat lejojnë një sinjal vetëm kur një sinjal tjetër vlerësohet në një mënyrë të caktuar.
“Tradicionalisht, XOR operacioni është menduar të kërkojë një zgjidhje rrjeti, “shkruan studiuesit.
Duhet bërë më shumë punë për të parë se si dCaAP sillen nëpër neurone të tërë dhe në një sistem të gjallë. Për të mos përmendur nëse është një gjë njerëzore, apo nëse mekanizma të ngjashëm kanë evoluar diku tjetër në mbretërinë e kafshëve.
Teknologjia po shikon gjithashtu sistemin tonë nervor për frymëzim se si të zhvillojmë pajisje më të mira; Duke ditur që qelizat tona individuale kanë disa truke të tjera në mëngët e tyre mund të çojë në mënyra të reja për rrjetin e transistorëve.
Pikërisht se si ky mjet i ri logjik i shtrydhur në një qelizë të vetme nervore përkthehet në funksione më të larta, është një pyetje për t’iu përgjigjur studiuesve të ardhshëm.
Ky hulumtim është publikuar në Shkenca.
Një version i këtij artikulli u botua fillimisht në janar 2020.