Zrozumieć fizjologiczny proces reorganizacji kory mózgowej po urazie rdzenia kręgowego
Do urazu rdzenia kręgowego dochodzi, gdy uderzenie lub przecięcie kręgosłupa przerywa przepływ informacji sensorycznych do mózgu, co inicjuje reorganizację kory mózgowej, czyli proces, w którym aktywność neuronów z sąsiednich, nienaruszonych obszarów kory wzrasta i rozszerza się w kierunku odciętego obszaru korowego. „Chociaż reorganizacja kory mózgowej ma kluczowe znaczenie dla przywrócenia sprawności pacjentów z urazem rdzenia kręgowego, to w przypadku zbyt dużego nasilenia może wywołać takie patologie jak ból neuropatyczny, doznania fantomowe i spastyczność, które mogą odbijać się na jakości życia”, mówi Juliana Rosa, badaczka z laboratorium neurofizjologii eksperymentalnej i obwodów neuronalnych SESCAM (strona w języku hiszpańskim). Dzięki wsparciu finansowanego w ramach programu działań „Maria Skłodowska-Curie” projektu CRASCI, Rosa i jej współpracownik Juan Aguilar starają się poznać mechanizmy leżące u podstaw reorganizacji kory mózgowej. „Poznanie mechanizmów stojących za reorganizacją kory mózgowej pozwoli na opracowanie nowych strategii terapeutycznych, które wspomagają lub ograniczają jej rozszerzanie się po urazie rdzenia kręgowego lub innym urazowym uszkodzeniu mózgu”, dodaje Aguilar.
Nowe informacje na temat aktywności neuronalnej
Na początku naukowcy pracujący nad projektem przy wsparciu z działania „Maria Skłodowska-Curie” badali, jak uraz rdzenia kręgowego zmienia aktywność neuronalną obszarów korowych, które otrzymują informacje z rejonów znajdujących się poniżej urazu. Odkryli w ten sposób istnienie mechanizmu zależnego od warstwy i ustalili, że warstwa 2/3 kory mózgowej odpowiada za największe nasilenie aktywności w zakresie reorganizacji. „To ważne odkrycie, ponieważ przez warstwę 2/3 przebiega większość połączeń między odrębnymi obszarami mózgu, dlatego może ona stać się kluczem do kontrolowania reorganizacji”, wyjaśnia Rosa. Następnie badacze sprawdzili, czy zmianom w aktywności neuronów towarzyszyły jednoczesne zmiany w neuronach pełniących rolę inhibitorów. „Używając technik anatomicznych, odkryliśmy zwiększenie ilości synaps hamujących na pobudzających neuronach L5 następujące po urazie rdzenia kręgowego, które prowadzi do zmniejszenia możliwości wzbudzania”, mówi Aguilar. Naukowcy przeprowadzili także genetyczną manipulację astrocytów. „Nasze badania wykazały, że te komórki glejowe modulują rozrost neuronów i dlatego mogą stać się celem terapeutycznym leczenia zorientowanego na wzmocnienie lub ograniczenie reorganizacji kory mózgowej”, dodaje Rosa.
Ogromny krok naprzód
Ustalenia naukowców rzucają nowe światło na fizjologiczny proces reorganizacji kory mózgowej po urazie rdzenia kręgowego. „Wcześniej reorganizacja kory mózgowej była procesem zachodzącym w niedostępnej czarnej skrzynce mózgu”, zauważa Aguilar. „Możliwość zidentyfikowania roli, jaką różne warstwy i elementy komórkowe odgrywają w tym procesie, to ogromny krok naprzód w naszej dziedzinie, który przybliża nas także do skuteczniejszego leczenia urazów rdzenia kręgowego”. Zespół pracuje teraz nad selektywną manipulacją różnymi populacjami komórkowymi. „Manipulacja ta mogłaby pomóc zapobiec rozwojowi powszechnych patologii, poprawiając w ten sposób funkcje sensomotoryczne i wspomagając powrót pacjenta do zdrowia”, podsumowuje Rosa.
Słowa kluczowe
CRASCI, reorganizacja kory mózgowej, uraz rdzenia kręgowego, mózg, urazowe uszkodzenie mózgu, aktywność neuronowa, kora mózgowa, neurony
