Տասնամյակներ շարունակ կենտրոնական նյարդային համակարգի (ԿՆՀ) վերաբերյալ բժշկական կոնսենսուսը հուսադրող չի եղել. երբ ուղեղի, ողնուղեղի կամ տեսողական համակարգի նեյրոնները լրջորեն վնասվում կամ մահանում են, կորուստը անդառնալի է համարվում: Ի տարբերություն մաշկի, որը ինքնուրույն վերականգնվում է, կամ լյարդի, որը կարող է վերստեղծվել, կաթնասունների կենտրոնական նյարդային համակարգը պատմականորեն դիտարկվել է որպես կոշտ, միակողմանի փողոց: Եթե աչքի և ուղեղի միջև կապի նուրբ կամուրջը խզվում է, հետևանքը կուրությունն է կամ տեսողության ծանր խանգարումը:
Սակայն, Ջոնս Հոփքինսի համալսարանի հետազոտող Աթանասիոս Ալեքսանդրիսի և նրա գործընկերների կողմից իրականացված և JNeurosci ամսագրում հրապարակված նոր բեկումնային ուսումնասիրությունը ակտիվորեն գլխիվայր շրջում է այս վաղեմի կարծրատիպը: Որպես մոդել օգտագործելով մկներին՝ հետազոտական թիմը հայտնաբերել է, որ կաթնասունների տեսողական համակարգը շատ ավելի ճկուն, հարմարվող և ինքնաբուժման ընդունակ է, քան գիտությունը նախկինում ենթադրում էր:
Այս վերականգնման գաղտնիքը մահացած բջիջների հրաշքով հարություն առնելու մեջ չէ, այլ ավելի շուտ՝ փրկվածների զարմանալի տոկունության մեջ:
«Ծլարձակման» մեխանիզմը
Այս հայտնագործության կարևորությունը հասկանալու համար անհրաժեշտ է դիտարկել գործընթացին մասնակցող բջիջները: Մարդու և կաթնասունների տեսողությունը մեծապես կախված է ցանցաթաղանթի գանգլիոնային բջիջներից (Retinal Ganglion Cells - RGC): Դրանք վճռորոշ նյարդային բջիջներ են, որոնք տեղակայված են ցանցաթաղանթի ներքին մակերեսին մոտ: Դրանք գործում են որպես աչքի կենսաբանական օպտիկամանրաթելային մալուխներ՝ հավաքելով տեսողական տեղեկատվությունը և փոխանցելով այն իրենց երկար, թելանման աքսոնների երկայնքով՝ տեսողական նյարդի միջով դեպի ուղեղ՝ մշակման համար:
Երբ վնասվածքը, հիվանդությունը (ինչպես օրինակ՝ գլաուկոման) կամ իշեմիկ երևույթները վնասում են այս բջիջները, դրանցից շատերը մահանում են: Այս տեսողության կորստի վերականգնման ավանդական մոտեցումը կենտրոնացած էր անհնարին թվացող խնդրի վրա՝ փորձել ստիպել նյարդային համակարգին աճեցնել ամբողջովին նոր նեյրոններ և ստիպել նրանց երկար աքսոններին կրկին ձգվել վնասվածքի հատվածով՝ ուղեղում իրենց սկզբնական թիրախների հետ վերամիավորվելու համար:
Ջոնս Հոփքինսի ուսումնասիրությունը հերքում է այս ենթադրությունը: Հետազոտողները նկատել են, որ կաթնասունների ուղեղը պարտադիր չէ, որ զրոյից վերակառուցվի. փոխարենը այն շրջանցիկ ճանապարհ է փնտրում:
Կենսաբանական շրջանցում. Երբ հարևան բջիջները մահանում են, կենդանի մնացած, չվնասված ցանցաթաղանթի գանգլիոնային բջիջները զգում են կորուստը: Ի պատասխան՝ նրանք անցնում են հետաքրքրաշարժ կենսաբանական գործընթացի, որը կոչվում է կոմպենսատոր ծլարձակում (ճյուղավորում):
Պատկերացրեք հասուն ծառ, որը ուժեղ փոթորկի ժամանակ կորցրել է մի քանի մեծ ճյուղեր: Գոյատևելու և արևի լույս հավաքելը շարունակելու համար ծառը չի փորձում անմիջապես վերաճեցնել ճիշտ նույն կորած ճյուղերը. փոխարենը նա խիտ նոր ճյուղեր և տերևներ է արձակում իր անվնաս, կենդանի մնացած բնից և մնացած ճյուղերից:
Նմանապես, մկների անվնաս նեյրոնները սկսեցին աճեցնել լրացուցիչ ճյուղեր իրենց առկա կառույցներից՝ և՛ նոր աքսոններ (մանրաթելեր, որոնք ուղարկում են ազդանշաններ), և՛ նոր դենդրիտներ (ճյուղեր, որոնք ընդունում են ազդանշաններ): Այս նոր ընդլայնումները ֆիզիկապես հասնում են նյարդային ճարտարապետության մեջ՝ այլ նեյրոնների հետ նոր սինապտիկ կապեր ձևավորելու համար: Նրանք, ըստ էության, ստանձնում են իրենց ընկած հարևանների ծանրաբեռնվածությունը՝ ստեղծելով այլընտրանքային, վերաուղղորդված ուղիներ, որպեսզի տեսողական ազդանշանները հաջողությամբ ճանապարհորդեն աչքից դեպի ուղեղ:
Նյարդային վերականգնման պարադիգմի փոփոխություն
Այս վարքագծային և ֆիզիոլոգիական վերակազմավորումը հանգեցրեց մկների համար խիստ նշանակալի ֆունկցիոնալ բարելավումների: Թեև նրանց տեսողության վերականգնումը միշտ չէր, որ 100%-ով կատարյալ էր, կենդանիները վերականգնեցին իրենց կորցրած տեսողական հնարավորությունների զգալի և չափելի մասը:
Սա հաստատում է կոնկրետ ապացույց, որ իմաստալից ֆունկցիոնալ վերականգնումը լիովին հնարավոր է կաթնասունների մոտ առանց նեյրոնների իրական վերաճի:
| Առանձնահատկություն | Ավանդական վերականգնման մոդել | Կոմպենսատոր ծլարձակման մոդել (Նոր հայտնագործություն) |
|---|---|---|
| Հիմնական նպատակ | Ամբողջությամբ փոխարինել կորած կամ մահացած նեյրոնները: | Առավելագույնի հասցնել կենդանի մնացած, առողջ նեյրոնների օգտակարությունը: |
| Մեխանիզմ | Ստիպել աքսոններին վերաճել վնասվածքի հատվածով: | Գոյություն ունեցող նեյրոնները նոր ճյուղեր են արձակում՝ հարմարվելու համար: |
| Կապակցվածություն | Փորձել վերամիավորվել սկզբնական թիրախների հետ: | Վերաուղղորդում՝ նոր, այլընտրանքային սինապտիկ ուղիներ ձևավորելու համար: |
| Կլինիկական կենսունակություն | Պատմականորեն չափազանց բարդ է կաթնասունների մոտ: | Դիտարկվում է բնական ճանապարհով կաթնասունների մոդելներում. խիստ կիրառելի է: |
Անսպասելի բաժանում. արուների և էգերի վերականգնումը
Ջոնս Հոփքինսի ուսումնասիրության արդյունքում ի հայտ եկած ամենազարմանալի և կլինիկական տեսանկյունից նշանակալի բացահայտումներից մեկը արուների և էգերի ուղեղների ապաքինման խիստ հակադրությունն էր: Վերականգնման գործընթացը միատեսակ չէր երկու սեռերի մոտ:
- Արագացված վերականգնում արուների մոտ. Արու մկները ցուցաբերեցին նկատելիորեն արագ և ուժեղ ծլարձակման արձագանք: Վնասվածքից ընդամենը մի քանի շաբաթ անց նրանց նյարդային կապերը մեծամասամբ վերականգնվել էին, իսկ տեսողության հետ կապված ուղեղի ակտիվությունը վերադարձել էր գրեթե նորմալ մակարդակի: Նրանք հասան թե՛ ֆիզիկական բջջային կապակցվածության, թե՛ ֆունկցիոնալ տեսողական վարքագծի ավելի ամբողջական վերականգնման:
- Հետաձգված վերականգնում էգերի մոտ. Հակառակ դրան, էգ մկները ցուցաբերեցին շատ ավելի դանդաղ ծլարձակման արձագանք: Նրանց նյարդային վերակազմավորումը պակաս ուժեղ էր, և նրանք հասան իրենց կապերի քանակի պակաս ամբողջական վերականգնման: Շատ էգ մկներ ունեցան տեսողական դիսֆունկցիաներ նախնական վնասվածքից ամիսներ անց:
Այս տարբերությունը շատ ավելին է, քան պարզապես հետաքրքիր կենսաբանական ծանոթագրություն: Այն սերտորեն արձագանքում է վերականգնման տարբեր ձևերին, որոնք հաճախ նկատվում են գանգուղեղային տրավմա կամ ինսուլտ տարած մարդկանց մոտ: Ալեքսանդրիսը և նրա թիմը շեշտում են, որ սեռով պայմանավորված այս տարբերության հիմքում ընկած հորմոնալ, գենետիկական կամ մոլեկուլային պատճառների ըմբռնումը կարող է բանալի լինել անհատականացված, խիստ նպատակային բուժումներ ստեղծելու համար: Եթե գիտնականները կարողանան պարզել, թե ինչն է տալիս արական նյարդային միջավայրին իր արագ ծլարձակման առավելությունը, նրանք գուցե կարողանան սինթեզել այդ խթանիչը՝ բոլոր հիվանդների մոտ վերականգնումը խթանելու համար:
Աչքերից այնկողմ. հետևանքները ուղեղի տրավմայի համար
Թեև ուսումնասիրությունը կենտրոնացած էր հատկապես տեսողական համակարգի վրա, կոմպենսատոր ծլարձակման հետևանքները տարածվում են նյարդաբանության գրեթե բոլոր ոլորտների վրա: Հիմքում ընկած մեխանիզմը՝ կենդանի մնացած նեյրոնները, որոնք հաջողությամբ վերամիացնում են իրենց՝ տեղային բջիջների մահը փոխհատուցելու համար, տեսականորեն կարող է կիրառվել կենտրոնական նյարդային համակարգի վնասվածքների լայն տեսականու համար:
Եթե ուղեղն ունակ է այս տեղային վերամիացմանը տեսողական ուղիներում, նույն կոմպենսատոր ծլարձակումը կարող է մի օր օգտագործվել վերականգնմանն աջակցելու համար հետևյալ դեպքերում.
- Ուղեղի ցնցումներ և գանգուղեղային տրավմաներ (TBI). Օգնել ուղեղին շրջանցել դիֆուզ վնասվածքը՝ ճանաչողական կամ շարժողական ֆունկցիաները վերականգնելու համար:
- Ինսուլտներ. Խրախուսել ինսուլտի օջախը շրջապատող առողջ ուղեղային հյուսվածքին ճյուղավորվել և ստանձնել այն հյուսվածքի գործառույթները, որը թթվածնային քաղց է տարել:
- Նեյրոդեգեներատիվ հիվանդություններ. Հավանաբար դանդաղեցնել ֆունկցիոնալ անկումը վաղ փուլերում գտնվող հիվանդությունների դեպքում՝ առավելագույնի հասցնելով մնացած առողջ նյարդային ցանցերի արդյունավետությունը:
Ճանապարհ դեպի մարդկային թերապիաներ
Կենսականորեն կարևոր է այս հույսը հիմնավորել իրականությամբ. մենք դեռևս այն փուլում չենք, երբ պարզ դեղահաբը կամ ներարկումը կարող են ակնթարթորեն վերականգնել մարդու կորցրած տեսողությունը: Մկնիկի մոդելից մարդկային կլինիկական փորձարկումների անցնելը բարդ, խիստ կարգավորվող և ժամանակատար գործընթաց է:
Այնուամենայնիվ, այս հետազոտությունն ամբողջությամբ փոխում է այն քարտեզը, որտեղ գիտնականները բուժում են փնտրում:
Տեսողական թերապիայի հաջորդ սահմանագիծը միայն մահացած տեսողական նյարդերի վերաճեցման անհնարին խնդրի լուծումը չի լինի: Փոխարենը, այն կվերաբերի հատուկ մոլեկուլային ազդանշանների և խթանիչների հայտնաբերմանը, որոնք հրահանգում են կենդանի մնացած նեյրոնին սկսել «ծլարձակել»: Ապագա թերապիաները կարող են ներառել հատուկ դեղամիջոցներ, տեղային գենային թերապիաներ կամ նպատակային էլեկտրական խթանում, որոնք նախատեսված կլինեն այս բնական վերամիացման գործընթացը արհեստականորեն ուժեղացնելու համար:
Ամբողջ աշխարհում անդառնալի տեսողության կորստով ապրող միլիոնավոր մարդկանց համար Ջոնս Հոփքինսի ուսումնասիրության հիմնական ուղերձը խորը, գիտականորեն հիմնավորված լավատեսությունն է: Ուղեղը ստատիկ մեքենա չէ, որը ընդմիշտ փչանում է, երբ մի քանի լարեր կտրվում են: Այն դինամիկ, կենդանի էկոհամակարգ է: Սովորելով խոսել նրա լեզվով և խրախուսելով հարմարվելու, վերամիավորվելու և ապաքինվելու նրա բնական ցանկությունը՝ մենք կայուն կերպով մոտենում ենք մի ապագայի, որտեղ տեսողության կորստի խավարը կարող է հաջողությամբ վերալուսավորվել:
