เราจำเป็นต้องวาดตำราชีววิทยาเกี่ยวกับเซลล์สมองใหม่ อ้างว่าเป็นการศึกษาใหม่

การศึกษาเชิงยั่วยุอ้างว่าหนังสือเรียนวิชาชีววิทยาจำเป็นต้องมีการแก้ไขที่สำคัญ แม้ว่าจะไม่ใช่ทุกคนที่จะเชื่อก็ตาม แอกซอนของเซลล์ประสาทซึ่งเป็นโครงสร้างคล้ายแขนที่ยืดออกและแลกเปลี่ยนสัญญาณกับเซลล์สมองอื่นๆ เช่น สายไฟ มักแสดงเป็นท่อทรงกระบอกคล้ายไส้กรอก แต่การถ่ายภาพใหม่แสดงให้เห็นว่าพวกมันมีโครงสร้างที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

นักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก และคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกินส์ ใช้เทคนิคการถ่ายภาพขั้นสูง เพื่อดูโครงสร้างนาโนสโคปของเมาส์ใหม่เพื่อเผยให้เห็นโครงสร้าง "ไข่มุกบนเชือก"

แทนที่จะแสดงรูปร่างทรงกระบอกเรียบ แอกซอนดูเหมือนจะมีโครงสร้างที่โดดเด่นซึ่งมีส่วนที่เป็นกระเปาะกว้างกว่า ("ไข่มุก") สลับกับการเชื่อมต่อที่แคบกว่าเหมือนด้าย (เช่น "เชือก" ของสร้อยคอ)

“การค้นพบนี้ท้าทายความเข้าใจที่ยาวนานนับศตวรรษเกี่ยวกับโครงสร้างของแอกซอน” ชิเงกิ วาตานาเบะ ผู้เขียนการศึกษาและรองศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาเซลล์และประสาทวิทยาศาสตร์ที่คณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกินส์ กล่าวอย่างกล้าหาญในคำแถลง-

นอกเหนือจากสมมติฐานเก่าๆ ที่ท้าทายแล้ว ผู้เขียนการศึกษายังยืนยันว่าข้อสังเกตของพวกเขาสามารถช่วยอธิบายได้ดีขึ้นว่าแอกซอนส่งข้อมูลอย่างไร

“การทำความเข้าใจโครงสร้างของแอกซอนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจการส่งสัญญาณของเซลล์สมอง แอกซอนเป็นสายเคเบิลที่เชื่อมต่อเนื้อเยื่อสมองของเรา ช่วยให้เกิดการเรียนรู้ หน่วยความจำ และฟังก์ชันอื่นๆ” วาตานาเบะกล่าวเสริม

“ช่องว่างในแอกซอนที่กว้างขึ้นทำให้ไอออน (อนุภาคเคมี) ทะลุผ่านได้รวดเร็วยิ่งขึ้น และหลีกเลี่ยงการจราจรติดขัด” เขากล่าว

นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาพบโครงสร้างนี้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแช่แข็งแรงดันสูง ซึ่งสามารถรักษารูปร่างและโครงสร้างของแอกซอนได้

“หากต้องการดูโครงสร้างระดับนาโนด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบมาตรฐาน เราจะแก้ไขและทำให้เนื้อเยื่อแห้ง แต่การแช่แข็งเนื้อเยื่อจะยังคงรูปร่างไว้ คล้ายกับการแช่แข็งองุ่นแทนที่จะทำให้แห้งเป็นลูกเกด” วาตานาเบะอธิบาย

การค้นพบนี้ไม่ได้ผิดเพี้ยนไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์เคยเห็นสิ่งที่เรียกว่า “แอกซอนบีด” ในเซลล์สมองที่กำลังจะตายและในสมองของผู้คนด้วยซึ่งสันนิษฐานว่าเป็นผลมาจากเซลล์ที่ลดน้อยลงสูญเสียความสมบูรณ์ของโครงสร้าง

ในทางกลับกัน การศึกษาใหม่นี้แย้งว่า จริงๆ แล้วรูปร่างของไข่มุกนั้นอยู่ในสถานะปกติของแอกซอน อย่างน้อยก็คือรูปร่างที่ไม่ถูกปกคลุมด้วยชั้นฉนวนของแอกซอนซึ่งเป็นจุดเน้นของการศึกษา เมื่อกลับข้อโต้แย้ง พวกเขาโต้แย้งว่าเทคนิคการถ่ายภาพก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นอย่างผิดพลาดว่าแอกซอนมีความเรียบเนียนและเป็นไส้กรอก ไม่ใช่กระเปาะและเป็นวาว

ผู้เชี่ยวชาญคนอื่นๆ ในสาขานี้รู้สึกทึ่งกับการค้นพบนี้ แม้ว่าจะยังไม่มั่นใจทั้งหมดก็ตาม การพูดเล่นอย่างหนึ่งกับการศึกษานี้คือเทคนิคการถ่ายภาพแบบใหม่อาจทำให้ผลลัพธ์บิดเบี้ยวเช่นกัน

“แม้ว่าการแช่แข็งอย่างรวดเร็วจะเป็นกระบวนการที่รวดเร็วมาก แต่ก็มีบางอย่างเกิดขึ้นระหว่างการจัดการตัวอย่าง […] ซึ่งทำให้เกิดการประดับด้วยลูกปัดด้วย” ปิเอโตร เดอ คามิลลี นักประสาทวิทยาจาก Yale School of Medicine ที่ไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ บอกศาสตร์-

Tong Wang นักประสาทวิทยาจาก ShanghaiTech University กล่าวเสริมว่าการศึกษาใหม่อาจแสดงให้เห็นว่า "สัณฐานวิทยาของแอกซอนในสัตว์ที่มีชีวิตอยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องและไม่หยุดนิ่ง"

แม้จะมีการตอบโต้บ้าง แต่ผู้เขียนงานวิจัยยังคงมั่นใจในข้อสรุปของพวกเขา เพื่อติดตามผลการศึกษานี้ พวกเขาหวังว่าจะจำลองการค้นพบในแอกซอนของมนุษย์โดยการวิเคราะห์ตัวอย่างสมองจากผู้ป่วยที่ได้รับและบุคคลที่เสียชีวิตจากโรคทางระบบประสาท

การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสารประสาทวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ-