Πώς γνωρίζει ο εγκέφαλός μας πότε να αναπνεύσει, να σταθεροποιήσει την αρτηριακή πίεση ή να ενεργοποιήσει το ανοσοποιητικό σύστημα; Η απάντηση βρίσκεται στην διαισθητική λειτουργία του σώματος, γνωστή ως interoception – μια λιγότερο γνωστή διαδικασία μέσω της οποίας το νευρικό σύστημα παρακολουθεί συνεχώς τα εσωτερικά σήματα του οργανισμού, διατηρώντας τις ζωτικές λειτουργίες σε ισορροπία.
Μια ερευνητική ομάδα από το Scripps Research και το Allen Institute έλαβε το βραβείο Transformative Research Award του National Institutes of Health (NIH), με στόχο τη δημιουργία του πρώτου ολοκληρωμένου άτλαντα αυτού του εσωτερικού αισθητηριακού συστήματος.
Μια μεγάλη επένδυση στην έρευνα εγκεφάλου–σώματος
Επικεφαλής του έργου είναι ο νομπελίστας νευροεπιστήμονας Ardem Patapoutian, μαζί με τη Li Ye, κάτοχο της έδρας N. Paul Whittier στη Χημεία και Βιολογία του Scripps Research, και τη Bosiljka Tasic, διευθύντρια Μοριακής Γενετικής στο Allen Institute. Ο Xin Jin, αναπληρωτής καθηγητής στο Scripps Research, θα καθοδηγήσει το σκέλος της γονιδιωματικής και της ταυτοποίησης κυτταρικών τύπων.
Το NIH θα χρηματοδοτήσει την ομάδα με 14,2 εκατομμύρια δολάρια σε διάστημα πέντε ετών για την υλοποίηση του φιλόδοξου αυτού προγράμματος. «Η ομάδα μου τιμάται που το NIH στηρίζει την είδους συνεργατική επιστήμη που απαιτείται για τη μελέτη ενός τόσο περίπλοκου συστήματος», δηλώνει ο Patapoutian, ο οποίος κατέχει την προεδρική έδρα Νευροβιολογίας στο Scripps Research.
Ο Patapoutian, βραβευμένος με το Νόμπελ Ιατρικής το 2021 για την ανακάλυψη των κυτταρικών αισθητήρων που αντιλαμβάνονται το άγγιγμα, αξιοποιεί τώρα την εμπειρία του για να εμβαθύνει στη μελέτη της interoception. «Ελπίζουμε τα αποτελέσματά μας να βοηθήσουν άλλους επιστήμονες να θέσουν νέα ερωτήματα σχετικά με το πώς τα εσωτερικά όργανα και το νευρικό σύστημα παραμένουν συγχρονισμένα», προσθέτει ο Ye, ο οποίος είναι επίσης ερευνητής του Howard Hughes Medical Institute.
Το βραβείο Transformative Research Award, που καθιερώθηκε το 2009, χρηματοδοτεί πρωτοποριακά διεπιστημονικά έργα τα οποία υπερβαίνουν τα παραδοσιακά όρια της επιστήμης. Εντάσσεται στο πρόγραμμα High-Risk, High-Reward Research του NIH, που στηρίζει καινοτόμες ιδέες ικανές να αναμορφώσουν την κατανόηση της ανθρώπινης υγείας.
Η μοναδικότητα της interoception
Σε αντίθεση με τις κλασικές αισθήσεις –όπως η όσφρηση, η όραση και η ακοή– που βασίζονται σε εξειδικευμένα όργανα για την ανίχνευση εξωτερικών ερεθισμάτων, η interoception περιλαμβάνει ένα εκτεταμένο δίκτυο νευρώνων που παρακολουθούν τις διεργασίες μέσα στο σώμα. Οι νευρικές αυτές οδοί ελέγχουν κρίσιμες λειτουργίες, όπως την κυκλοφορία, την πέψη και τη δραστηριότητα του ανοσοποιητικού.
Επειδή τα σήματα της interoception προέρχονται βαθιά μέσα στο σώμα και συχνά επεξεργάζονται ασυνείδητα, οι επιστήμονες την αποκαλούν συχνά «την κρυφή έκτη αίσθηση».
Παρά τον θεμελιώδη ρόλο της, η interoception έχει μελετηθεί ελάχιστα, καθώς τα σήματά της είναι περίπλοκα, αλληλεπικαλυπτόμενα και δύσκολα μετρήσιμα. Οι αισθητικοί νευρώνες που τα μεταφέρουν είναι κατανεμημένοι σε όργανα όπως η καρδιά, οι πνεύμονες, το στομάχι και τα νεφρά, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη χαρτογράφησή τους.
Η χαρτογράφηση της σύνδεσης εγκεφάλου–σώματος
Με τη στήριξη του NIH, οι ερευνητές των Scripps και Allen Institute σχεδιάζουν να χαρτογραφήσουν τον τρόπο με τον οποίο οι αισθητικοί νευρώνες συνδέονται με εσωτερικά όργανα όπως η καρδιά και το πεπτικό σύστημα. Στόχος τους είναι η δημιουργία ενός λεπτομερούς ανατομικού και μοριακού άτλαντα που θα αποκαλύπτει πώς οργανώνονται αυτές οι νευρικές διαδρομές.
Για την επίτευξη αυτού του στόχου, ένα τμήμα του έργου θα επισημάνει τους αισθητικούς νευρώνες και θα χρησιμοποιήσει απεικόνιση ολόκληρου του σώματος, δημιουργώντας έναν τρισδιάστατο χάρτη υψηλής ανάλυσης. Παράλληλα, η γενετική ανάλυση θα επιτρέψει τη διάκριση διαφορετικών τύπων κυττάρων, όπως εκείνων που μεταδίδουν σήματα από το έντερο, την ουροδόχο κύστη ή τον λιπώδη ιστό.
Τα δεδομένα αυτά θα αποτελέσουν την πρώτη τυποποιημένη αναφορά για την κατανόηση της εσωτερικής νευρικής αρχιτεκτονικής του σώματος.
Γιατί η interoception είναι κρίσιμη για την υγεία
Η αποκωδικοποίηση της λειτουργίας της interoception μπορεί να αποκαλύψει βασικές αρχές επικοινωνίας μεταξύ εγκεφάλου και σώματος, οδηγώντας σε νέες θεραπείες. Διαταραχές σε αυτές τις εσωτερικές νευρικές οδούς έχουν συνδεθεί με αυτοάνοσα νοσήματα, χρόνιο πόνο, νευροεκφυλιστικές παθήσεις και υπέρταση.
«Η interoception είναι θεμελιώδης σχεδόν για κάθε πτυχή της υγείας, αλλά παραμένει σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητη περιοχή της νευροεπιστήμης», σημειώνει ο Jin, υπότροφος του προγράμματος Freeman Hrabowski του Howard Hughes Medical Institute. «Δημιουργώντας τον πρώτο άτλαντα του συστήματος αυτού, στοχεύουμε να θέσουμε τα θεμέλια για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος διατηρεί την ισορροπία του σώματος και πώς αυτή διαταράσσεται στις ασθένειες».
Πηγή: sciencedaily.com
