ΟΙ ΝΕΥΡΩΝΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΟΥΝ ΜΕΣΩ ΤΗΣ ΣΥΝΑΨΗΣ Άντα Μητσάκου Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, Πανεπιστήµιο Πατρών Γνωρίζουµε ότι είµαστε ικανοί να εκτελούµε σύνθετες νοητικές διεργασίες εξαιτίας της εκπληκτικά σύνθετης οργάνωσης του ανθρώπινου εγκεφάλου. Τα 100 δισεκατοµµύρια νευρικά κύτταρα (νευρώνες) επικοινωνούν µεταξύ τους κυρίως µε χηµικά σήµατα (νευροδιαβιβαστές) και οι πληροφορίες ταξιδεύουν µε ταχύτητες που φθάνουν τα 350 χιλιόµετρα την ώρα µέσα σε ένα δίκτυο το οποίο εµπλέκει τρισεκατοµµύρια συναπτικές συνδέσεις. Η έρευνα η οποία είχε στόχο την καλύτερη κατανόηση των διαδικασιών οι οποίες εµπλέκονται στην επικοινωνία µεταξύ των νευρώνων εµφάνισε τεράστια πρόοδο: τρεις διακεκριµένοι ερευνητές αυτού του χώρου πήραν το βραβείο Nobel της Φυσιολογίας ή Ιατρικής το 2000 για την έρευνα τους. Σύναψη µεταξύ της απόληξης του νευράξονα ενός νευρώνα και του δενδρίτη ενός άλλου νευρώνα. Οι νευρώνες αποτελούνται από το κυτταρικό σώµα, µέσα στο οποίο βρίσκεται ο πυρήνας, και από µακριές αποφυάδες οι οποίες ονοµάζονται δενδρίτες και νευράξονες. Οι νευράξονες των περισσοτέρων νευρώνων καλύπτονται από ένα περίβληµα µυελίνης, το οποίο επιταχύνει τη µετάδοση της πληροφορίας κατά µήκος του νευράξονα και δηµιουργείται από τα κύτταρα της νευρογλοίας, τον δεύτερο τύπο κυττάρων του εγκεφάλου. Οι πληροφορίες τις οποίες µεταφέρει ο νευράξονας στις αξονικές απολήξεις είναι κωδικευµένες σε ηλεκτρικά σήµατα που ονοµάζονται δυναµικά ενέργειας. Κάθε νευρώνας στέλνει και δέχεται πληροφορίες µέσω των εκτεταµένων αποφυάδων του: µέσω των δενδριτών του δέχεται πληροφορίες, ενώ µέσω του ενός και µοναδικού νευράξονα του στέλνει πληροφορίες. Οι νευρώνες επικοινωνούν µεταξύ τους µέσω µικροσκοπικών σηµείων επαφής, των συναπτικών συνδέσεων, τα οποία ονοµάζονται συνάψεις. H ονοµασία «synapse» για τη σύναψη δόθηκε από τον Άγγλο Φυσιολόγο Charles Sherrington το 1897 από την ελληνική λέξη συνάπτειν. Στη σύναψη, τα σήµατα µεταφέρονται στην άλλη πλευρά της συναπτικής σχισµής από έναν ή περισσότερους χηµικούς αγγελειοφόρους, τους νευροδιαβιβαστές, περίπου 150 στον εγκέφαλο. Οι νευροδιαβιβαστές είναι χηµικές ουσίες οι οποίες εκκρίνονται στη συναπτική σχισµή, στη συνέχεια συνδέονται - σαν κλειδί µε κλειδαριά - µε τους υποδοχείς στην επιφάνεια ενός άλλου κυττάρου και µεταφέρουν µια σειρά από οδηγίες οι οποίες λένε στο δεκτικό κύτταρο τι να κάνει Οι νευρώνες επικοινωνώντας µεταξύ τους µέσω των συνάψεων σχηµατίζουν δίκτυα συνδέσεων. Έτσι, για παράδειγµα, όταν τα µάτια µας καταγράφουν ένα πρόσωπο ή ένα αυτοκίνητο, αυτή η
εικόνα µεταφέρεται πίσω στον ινιακό λοβό, όπου τα ειδικά χαρακτηριστικά γίνονται αντιληπτά Αυτή η αντίληψη µεταφέρεται στη συνέχεια σε άλλη περιοχή του εγκεφάλου για την ανάλυση των χαρακτηριστικών του αντικειµένου και µάλιστα σε διαφορετική περιοχή του εγκεφαλικού φλοιού η οποία µας επιτρέπει να κατανοήσουµε τι είναι το αντικείµενο που βλέπουµε, και σε διαφορετική περιοχή η οποία µας επιτρέπει να κατανοήσουµε πού είναι το αντικείµενο που βλέπουµε. Οι συνάψεις αποτελούν τη βάση όλων των εγκεφαλικών λειτουργιών - από την αντίληψη ενός αντικειµένου µέχρι το περπάτηµα, το σχηµατισµό µιας µνήµης, την επίλυση ενός µαθηµατικού προβλήµατος - και ευθύνονται για τα χαρακτηριστικά της προσωπικότητας τα οποία µας κάνουν µοναδικούς. Το εκπληκτικό είναι ότι οι συνάψεις αλλάζουν καθώς µεγαλώνουµε και καθώς µαθαίνουµε. Κατά τη διάρκεια του πρώτου χρόνου της ζωής ο αριθµός των συνάψεων συνεχίζει να αυξάνει µε µεγάλη ταχύτητα, τόσο πολύ ώστε ο αριθµός τους στον εγκέφαλο του µωρού να υπερβαίνει αυτόν του ενήλικα. Στη συνέχεια παρατηρείται σταθερή µείωση των συνάψεων µέσα στα πρώτα χρόνια της ζωής και η διαδικασία αυτή του «κλαδέµατος» των συνάψεων είναι τόσο σηµαντική όσο και η αρχική ανάπτυξη των συνάψεων. Τα τελευταία χρόνια µάλιστα οι νευροεπιστήµονες ανακάλυψαν ότι η δοµή του εγκεφάλου συνεχίζει να αλλάζει µέσα στην εφηβεία, τουλάχιστον µέχρι τα είκοσι χρόνια. Ο εγκέφαλος αποθηκεύει καινούργια πληροφορία αλλάζοντας τις ιδιότητες των συνάψεων. Όταν µαθαίνουµε, οι συνάψεις αλλάζουν έτσι ώστε να διευκολύνουν τους νευρώνες που συνδέονται να επικοινωνήσουν µεταξύ τους. Αυτή η «πλαστικότητα» µπορεί να επιτευχθεί µε δύο τρόπους: ο ένας τρόπος είναι δοµικός, όπου µία σύναψη αλλάζει σε µέγεθος ή σχήµα και ο δεύτερος τρόπος είναι λειτουργικός, όπου οι συνδέσεις µεταξύ των συνάψεων ενισχύονται µέσω αύξησης ή µείωσης των χηµικών σηµάτων που στέλνονται ή γίνονται δεκτά από τους συνδεδεµένους νευρώνες. Πολλές ασθένειες του ανθρώπου µπορούν να προκαλέσουν διαταραχή της νευροδιαβίβασης. Γι αυτό το λόγο η σύναψη είναι η περιοχή κλειδί για την ανάπτυξη και χρήση φαρµάκων σε ένα µεγάλο αριθµό εγκεφαλικών διαταραχών οι οποίες είναι σήµερα κατανοητές στο επίπεδο της συναπτικής νευροδιαβίβασης και της λειτουργικής οργάνωσης του εγκεφάλου. Για παράδειγµα, η σύναψη είναι ο στόχος φαρµακευτικής αγωγής στις ψυχιατρικές ασθένειες, όπως η σχιζοφρένεια και η κατάθλιψη και στις νευροεκφυλιστικές νόσους, όπως η νόσος Alzheimer, η πλάγια µυατροφική σκλήρυνση και η νόσος Parkinson.
Η έρευνα στις νευροεπιστήµες από το 1979 µέχρι σήµερα στο Πανεπιστήµιο Πατρών έχει συµβάλλει στις µελέτες της νευροδιαβίβασης χρησιµοποιώντας πειραµατικά µοντέλα ζώων νευροεκφυλιστικών νόσων, καθώς και µεταµοσχεύσεις εµβρυϊκών νευρώνων.