เซลล์ประสาทดูไม่เหมือนเราคิดมานาน การศึกษาแย้งกล่าว

ที่วัตถุที่ซับซ้อนที่สุดในจักรวาลที่เรารู้จักน่าจะเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดการถกเถียงกันอย่างเผ็ดร้อน แต่นักประสาทวิทยากำลังโต้เถียงกันในเรื่องพื้นฐานของสมองที่เราคิดว่าเราเข้าใจได้

การศึกษาวิจัยที่ก่อให้เกิดข้อขัดแย้ง นำโดย Jacqueline Griswold จากมหาวิทยาลัย Johns Hopkins ในสหรัฐอเมริกา ทำให้นักวิทยาศาสตร์บางคนโต้แย้งถึงการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในมุมมองของเราต่อเซลล์ประสาท ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของสมองและระบบประสาท

แม้ว่าแผนภาพส่วนใหญ่จะแสดงให้เห็น แต่แอกซอนซึ่งเป็นแขนหลักของเซลล์ประสาท ไม่ใช่ทรงกระบอกเรียบ แต่พวกเขาบอกว่ามีลักษณะคล้ายเชือกไข่มุกมากกว่า ขนาดและระยะห่างของการกระแทกระดับนาโนสโคปนั้นเป็นแบบไดนามิก ซึ่งอาจควบคุมความเร็วของการส่งข้อความในสมอง

"การทำความเข้าใจโครงสร้างของแอกซอนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจการส่งสัญญาณของเซลล์สมอง"อธิบายนักประสาทวิทยาระดับโมเลกุล ชิเงกิ วาตานาเบะ หัวหน้าห้องทดลองของจอห์น ฮอปกินส์

"แอกซอนเป็นสายเคเบิลที่เชื่อมต่อเนื้อเยื่อสมองของเรา ทำให้เกิดการเรียนรู้ ความจำ และการทำงานอื่นๆ การค้นพบนี้ท้าทายความเข้าใจที่ยาวนานนับศตวรรษเกี่ยวกับโครงสร้างของแอกซอน"

มันเป็นรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ที่อาจส่งผลกระทบครั้งใหญ่ แต่นักประสาทวิทยาคนอื่นๆ กลับไม่ซื้อมัน

"ฉันคิดว่ามันเป็นเรื่องจริงที่ [แอกซอน] ไม่ใช่ท่อที่สมบูรณ์แบบ แต่มันก็ไม่ใช่แค่หีบเพลงประเภทนี้ที่พวกเขาแสดง" นักประสาทวิทยา คริสตอฟ เลเทอร์ริเยร์ จากมหาวิทยาลัย Aix-Marseilleบอกโซเฟีย ควาเกลีย จากคณะวิทยาศาสตร์

การศึกษาก่อนหน้าพบว่าเมื่อเซลล์สมองเสียหายหรือตาย หางจะเริ่ม 'ฟอง' ทำให้เกิดลวดลายคล้ายลูกปัด 'Axonal beading' พบได้บ่อยในสมองของผู้ที่มีหรือโรค.

แต่วาตานาเบะและเพื่อนร่วมงานของเขากล่าวว่าไข่มุกที่พวกเขาพบในสมองของหนูนั้นอยู่ในระดับนาโน ไม่ใช่ระดับจุลภาคเหมือนกับกรณีก่อนหน้านี้ของการประดับด้วยลูกปัดแอกซอน

จากการวิเคราะห์ชิ้นสมองของหนูในช่วงวัยต่างๆ ทีมงานได้ขยายไปยังแอกซอนแต่ละตัวโดยไม่มีปลอกป้องกัน

ไม่ว่าจะเพาะเลี้ยงชิ้นเนื้อเยื่อสมองอย่างไร แอกซอนก็ดูไม่เรียบเนียน แต่กลับเต็มไปด้วย 'นาโนเพิร์ล' ขนาดต่างๆ

ยิ่งไปกว่านั้น ขนาดของไข่มุกเหล่านี้ยังสามารถจัดการได้ด้วยผลลัพธ์ที่คาดการณ์ได้ ตัวอย่างเช่น การกำจัดโคเลสเตอรอลออกจากแอกซอน ส่งผลให้เกิดไข่มุกน้อยลงและความสามารถในการส่งข้อความทางไฟฟ้าลดลง

แต่นักวิจารณ์บางคนคิดว่านาโนเพิร์ลที่พบในเซลล์ประสาทของเมาส์เป็นการตอบสนองต่อความเครียดจากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ

การศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าเมื่อยืดออกแอกซอนสามารถสร้างเม็ดบีดมาโครที่มีลักษณะคล้าย "ลูกบอลความเครียดสำหรับสมอง" ก้อนเหล่านี้อาจก่อตัวขึ้นเพื่อหยุดการแพร่กระจายของสัญญาณคลื่นที่สร้างความเสียหายผ่านทางหางของเซลล์ประสาท และมีแนวโน้มที่จะหายไปบ้างหลังจากผ่านไปประมาณ 15 นาที

หากเทคนิคการเพาะเลี้ยงเน้นที่เซลล์ประสาทของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ผู้เชี่ยวชาญบางคนเชื่อว่ามีความเป็นไปได้ที่จะเกิดไข่มุกนาโนขึ้นมา แต่ถ้าเป็นเช่นนั้น นี่อาจเป็นการตอบสนองต่อความเครียด ไม่ใช่สภาวะสุขภาพที่ดี

ผู้เขียนหลัก กริสวอลด์บอกวิทยาศาสตร์จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมทีมงานของเธอจึงถ่ายภาพเซลล์ที่มีชีวิตซึ่งไม่ได้ถูกแช่แข็งหรือติดอยู่ทางเคมี สิ่งเหล่านี้ก็แสดงให้เห็นลวดลายนาโนเพิร์ลเช่นกัน

ในการทดลองของกริสวอลด์ สารเคมีที่มักใช้ในการถ่ายภาพเซลล์ประสาททำให้ไข่มุกนาโนหายไป ซึ่งอาจอธิบายได้ว่าทำไมจึงไม่เคยเห็นพวกมันมาก่อน

ที่กล่าวว่านักวิทยาศาสตร์บางคนมีเห็นนาโนเพิร์ลที่คล้ายกันในแอกซอนของหวีเยลลี่และที่ผ่านมาวาตานาเบะได้สังเกตเห็นผลกระทบมาโดยตลอดพยาธิตัวกลมแอกซอนด้วย

หลักฐานเพิ่มเติมเป็นวิธีเดียวที่จะยุติการอภิปรายทันทีและตลอดไป วาตานาเบะและเพื่อนร่วมงานของเขาที่ Johns Hopkins กำลังศึกษาเซลล์ประสาทจากสมองของมนุษย์เพื่อดูว่าพวกเขาสามารถค้นพบไข่มุกนาโนได้มากขึ้นในหน่วยที่เล็กกว่าความกว้างของเส้นผมถึงร้อยเท่าหรือไม่

การศึกษาถูกตีพิมพ์ในประสาทวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ-