Η φωτογράφιση και παρακολούθηση των διαδικασιών παραγωγής σκέψεων, αναμνήσεων και νέων εγκεφαλικών δεδομένων, φαίνεται πως είναι πια εφικτή και πως υπόσχεται σοβαρή επιστημονική πρόοδο και καινοτομία.
Μια ομάδα επιστημόνων του USC, κατασκεύασαν μικροσκοπικούς ανιχνευτές που φωτίζουν τις συνάψεις που εκτελούνται σε πραγματικό χρόνο σε ένα ζωντανό νεύρο και αυτό επιτυγχάνεται με τη σύνδεση δεικτών φθορισμού σε συναπτικές πρωτεϊνες. Οι δείκτες φθορισμού, επιτρέπουν στους επιστήμονες να δουν ζωντανά τις διεγερτικές και ανασταλτικές αυτές συνάψεις που αλλάζουν καθώς το άτομο αποκτά νέες αναμνήσεις. Με αυτό τον τρόπο το νεύρο δεν επηρεάζεται καθόλου στη λειτουργία του.
Οι συνάψεις εμφανίζονται ως φωτεινά σημεία κατά μήκος των διακλαδώσεων του νευρώνα που μεταδίδει τα ηλεκτροχημικά σήματα. Καθώς ο εγκέφαλος επεξεργάζεται τις νέες πληροφορίες, οι φωτεινές κηλίδες αλλάζουν, δείχνοντας οπτικά πως οι συναπτικές δομές του εγκεφάλου τροποποιούνται με την εισροή νέων δεδομένων.
«Όταν δημιουργείς μια νέα ανάμνηση ή μαθαίνεις κάτι καινούριο, πραγματοποιείται μια φυσική αλλαγή στον εγκέφαλό σου. Αποδεικνύεται λοιπόν, ότι αυτό που άλλαξε είναι η ο τρόπος που διανέμονται οι συνδέσεις σύναψης στα εγκεφαλικά νεύρα» δήλωσε ο συνεργάτης καθηγητής Μοριακής και Υπολογιστικής Βιολογίας στο USC, που είναι ένας από τους συγγραφείς του σχετικού με την έρευνα άρθρου, όπως εμφανίζεται σε τεύχος του Neuron.
Οι ανιχνευτές συμπεριφέρονται ως αντισώματα, αλλά πραγματοποιούν ισχυρότερους δεσμούς και δρουν εντός κυττάρου, κάτι που τα κοινά αντισώματα δεν κάνουν. Προκειμένου να δημιουργήσει αυτούς τους ανιχνευτές, η ομάδα χρησιμοποίησε μια τεχνική γνωστή ως “mRNAdisplay,” η οποία αναπτύχθηκε από τον Roberts και τον νομπελίστα Jack Szostak. Με αυτή τη μέθοδο είναι εφικτή η παράλληλη ανίχνευση περισσότερου από ενός τρις πρωτεϊνών.
Πάντως, οι ανιχνευτές των Arnold και Roberts–που τους ονόμασαν “FingRs” – είναι συνδεδεμένοι σε μία πράσινη φωσφορούχα πρωτείνη (GFP), η οποία είναι προιόν απομόνωσης από μέδουσες οι οποίες φωσφορίζουν όταν εκτεθούν σε μπλε φως. Επειδή στην ουσία οι FingRs είναι πρωτεΪνες, τα γονίδια που τις κωδικοποιούν μπορούν να εισαχθούν σε εγκεφαλικά κύτταρα ζωντανών ζώων, πχ ποντίκια πειραμάτων, προκαλώντας τα ίδια τα κύτταρά τους να παράγουν τους ανιχνευτές. Παράλληλα, η έρευνά τους είναι τόσο εξελιγμένη, που το ίδιο το σχέδιο των ανιχνευτών προβλέπει τη μείωση παραγωγής της GFP, ώστε όταν καλυφθεί το 100% του στόχου, να μην εξαπλώνεται η πράσινη ουσία, εξασφαλίζοντας ότι ο παρατηρητής θα έχει μια ευκρινή εικόνα, χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο δύο φωτονίων.
Η συγκεκριμένη νέα έρευνα, θα μπορούσε να προσδώσει αυξημένη ευκρίνεια στους επιστήμονες που συμμετέχουν στο Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative, του Μπαράκ Ομπάμα, ένα πρότζεκτ 100 χιλιάδων δολαρίων που όπως ανακοινώθηκε τον Απρίλιο, έχει ως στόχο να αποκαλύψει πως ακριβώς λειτουργεί ο ανθρώπινος εγκέφαλος, σε επίπεδο σκέψης, μάθησης και μνήμης.
Απόδοση: Μαρία Αλιβιζάτου
source: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130619122123.htm
με Αριθμό Μητρώου 12691
