Ερευνητές στο Ινστιτούτο Πειραματικής Ιατρικής HUN-REN (HUN-REN IEM) αποκρυπτογράφησαν πώς οι νευρώνες μεταδίδουν ομοιόμορφα σήματα μεταξύ τους, αναφέρει το portal του ουγγρικού ερευνητικού ινστιτούτου. Οι ερευνητές μελέτησαν δυναμικά δράσης κατά μήκος τμημάτων των αξόνων των νευρώνων (επιμήκεις προεκτάσεις) διαφορετικής διαμέτρου και διαπίστωσαν ότι αυτά τα σήματα λειτουργούν ως αληθινά ψηφιακά σήματα, διασφαλίζοντας την επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό PLOS Biology με κύριο συγγραφέα τον κ.János Brunner.
Οι Ούγγροι ερευνητές, με επικεφαλή τον κ. János Szabadics, χρησιμοποίησαν τεχνολογίες αιχμής για να μελετήσουν τη συμπεριφορά των δυναμικών δράσης κατά μήκος αξονικών τμημάτων διαφορετικής διαμέτρου. Λόγω του μικρού μεγέθους των αξόνων, τέτοιες λεπτομερείς μετρήσεις δεν ήταν δυνατές στο παρελθόν. Ένα βασικό εργαλείο επικοινωνίας των νευρώνων είναι το δυναμικό δράσης, μια σύντομη ηλεκτρική ώθηση που ταξιδεύει κατά μήκος του άξονα, μια προβολή νευρώνων που μεταδίδει γρήγορα πληροφορίες σε άλλους νευρώνες, αδένες ή μύες. Η διακοπή αυτής της διαδικασίας μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρά νευρολογικά προβλήματα, όπως επιληψία ή μυϊκή αδυναμία. Ωστόσο, ο άξονας δεν έχει μια απλή σωληνοειδή δομή. Μοιάζει περισσότερο με μια ανομοιόμορφη σειρά από μαργαριτάρια με τμήματα διαφορετικής διαμέτρου. Η διάμετρος έχει σημαντική επίδραση στη διάδοση των ηλεκτρικών σημάτων και ως εκ τούτου θα πρέπει θεωρητικά να επηρεάζει την πορεία του δυναμικού δράσης.
Οι ερευνητές εξέτασαν αρχικά τους άξονες των ινών με βρύα στον ιππόκαμπο (τμήμα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για τη μνήμη και τη μάθηση). Χρησιμοποιώντας ηλεκτροφυσιολογικές μετρήσεις, οπτικές τεχνικές και υπολογιστικές αναλύσεις, οι ερευνητές απέδειξαν ότι το σχήμα του δυναμικού δράσης παραμένει σταθερό. Η έρευνα αποκάλυψε ότι το σταθερό σχήμα του δυναμικού δράσης οφείλεται στην άνιση κατανομή ορισμένων καναλιών ιόντων. Μια συγκεκριμένη ομάδα διαύλων καλίου, που ονομάζεται οικογένεια Kv1, δεν είναι ομοιόμορφη κατά μήκος του άξονα. Στα στενότερα τμήματα, όπου το ηλεκτρικό σήμα κανονικά επιβραδύνεται, τα κανάλια Kv1 έχουν μεγαλύτερη επίδραση, επιταχύνοντας το δυναμικό δράσης. Ως αποτέλεσμα, το σχήμα του δυναμικού δράσης παραμένει το ίδιο κατά μήκος των αξονικών τμημάτων όλων των διαμέτρων.
Το δυναμικό δράσης δρα ως πραγματικό «ψηφιακό» σήμα. Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης δυναμικά δράσης σε άλλους τύπους αξόνων που δεν έχουν ασυνήθιστα μεγάλες δομές αλλά ποικίλλουν σε διάμετρο, παρόμοια με τις αξονικές προβολές των περισσότερων γνωστών νευρώνων, σύμφωνα με το άρθρο. Βρήκαν ότι ενώ το σχήμα του δυναμικού δράσης μπορεί να ποικίλλει μεταξύ διαφορετικών τύπων άξονα, η διάμετρος σε έναν δεδομένο τύπο άξονα δεν επηρεάζει το σχήμα του σήματος. Τα ευρήματα των ερευνητών HUN-REN ρίχνουν νέο φως στη λειτουργία των νευρώνων.
Πηγή: Hungary Today