SiNAPSA, torek, 22. september 2020

eSiNAPSA

Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence

Možgani – vesolje v malem

Intervju z dr. Mašo Čater, glavno urednico eSinapse

Miha Pribošič

Objavljamo intervju z dr. Mašo Čater, nevroznanstvenico in našo glavno urednico, ki je bil 6. avgusta 2020 objavljen v časopisu Delo. Govorili bomo o skrivnostnem človeškem organu, nevrodegenerativnih boleznih, zavesti in mitih o možganih.

Možgani so kot vesolje. Pa to ni mišljeno metafizično ali celo eterično, bolj gre za dimenzijo skrivnostnosti: oboje imamo kot na dlani, na razpolago za raziskovanje, a vendar se nam ne eno ne drugo noče in noče razkriti, ne zmoremo še v popolnosti zaobjeti njunih principov delovanja. V vesolju se nam izmuzneta temna energija in temna snov, v možganih zavest, spomin, celo misel sama. Kot smo nemočni pri razumevanju sveta za dogodkovnim obzorjem črne luknje, tako tudi še ne znamo zanesljivo in docela uspešno zdraviti degenerativnih in duševnih bolezni možganov. Zanimivo postane, ko pomislimo, da drugo, torej vesolje, poskušamo doumeti s prvim, torej z možgani. Kaj od obojega se nam bo razkrilo prvo, torej ne bi smelo biti vprašanje.

Z možgani in celotnim živčnim sistemom se ukvarjajo nevroznanstveniki. Pri nas so združeni v društvu Sinapsa, kar je ohlapna kratica za angleško besedno zvezo Slovenian Neuroscience Association. Sinapsa pa je v resnici temelj delovanja živčevja – povezava oziroma mesto prenosa informacij iz nevrona na nevron ali iz nevrona na tarčno celice druge vrste, na primer na mišično vlakno ali endokrino celico. Takšna oblika sporočanja kompleksnim biološkim sistemom omogoča hitro in natančno uravnavano odzivanje na spremembe v notranjem in zunanjem okolju, s čimer se veča verjetnost preživetja posameznega organizma in ohranitve vrste. Vse to mi pojasni dr. Maša Čater, glavna urednica eSiNAPSE, spletne publikacije društva. S tem pogovorom na znanstvenih straneh Dela odpiramo vrata tudi člankom o nevroznanosti, ki jih bodo pisali nevroznanstveniki, člani društva Sinapsa.

V vašem podnaslovu piše, da ste društvo za nevroznanstvene navdušence. Kaj danes sodi v nevroznanost?

Nevroznanost je področje v znanosti, ki se ukvarja z raziskovanjem osrednjega in perifernega živčnega sistema, se pravi z možgani in hrbtenjačo ter živci in živčnimi vozli. Predmet raziskav so razvoj, zgradba in delovanje živčnega sistema v osnovnem, zdravem stanju, kot tudi pri raznih patologijah. Obstaja cela vrsta različnih obolenj živčnega sistema, od vnetij, zgodnjih nevroloških obolenj (avtizem), poznih nevroloških obolenj (nevrodegenerativne bolezni), do avtoimunskih obolenj, genskih motenj in rakavih obolenj. Možgani so eden najkompleksnejših organov v našem telesu in nevroznanstveniki raziskujejo njihovo fiziologijo, vpliv na vedenje, kognitivne sposobnosti, razvoj nevroloških in psihiatričnih bolezni ter možnosti za njihovo zdravljenje. Tako dandanes nevroznanost zaobjema znanja iz anatomije, fiziologije, razvojne in molekularne biologije, citologije in psihologije. V sodobnem času se odpira več interdisciplinarnih področij, kjer se nevroznanost srečuje z družboslovnimi in behaviorističnimi vedami, na primer nevroekonomika, nevromarketing, socialna nevroznanost in teorije odločanja. V razmahu je tudi računalniško modeliranje živčnih celic in njihovih medsebojnih povezav, s čimer se ukvarja predvsem računalniška nevroznanost z uporabo teoretičnih analiz in računalniških simulacij.

Kaj želite prenesti javnosti? Zakaj se vam zdi nujno ozaveščanje o živčevju oziroma možganih?

Tako dvigujemo splošno zavest o preventivi pred boleznimi in okvarami živčevja. Hkrati s svojim delovanjem seznanjamo upravno in zakonodajno oblast z novimi nevroznanstvenimi spoznanji in poudarjamo njihov pomen za napredek znanosti in medicine ter za splošno družbeno korist. S spodbujanjem uporabe znanstvenih dognanj želimo vplivati na družbeno prakso v smeri boljše izrabe možganov možganom v prid. Smo tudi eden lažje dostopnih virov najnovejših informacij o rezultatih raziskav določenih nevroloških obolenj, kar je za paciente, ki spremljajo razvoj terapij, neizmerno veliko vredno.

Kaj pa so trenutno najbolj vroče teme v nevroznanosti?

Raziskovanje se širi na vse manjše nivoje, od celic k DNK. Študije človeškega genoma nam razkrivajo vedno nove povezave med genskimi variacijami in posameznikovim tveganjem za nastanek obolenj. Raziskave nevrodegenerativnih bolezni so izredno aktualne, saj te pomenijo vedno večjo zdravstveno težavo zaradi demografskih sprememb po vsem svetu. Pri tem prednjači raziskovanje parkinsonove in alzheimerjeve bolezni, pa tudi huntingtonove bolezni, multiple skleroze in amiotrofične lateralne skleroze. Po drugi strani je v razmahu raziskovanje povezav med možgani in mikrobiomom v črevesju. Vseskozi aktualno je iskanje razlik v delovanju možganov med spoloma, tako pri patoloških obolenjih kot v zdravem stanju. Zdaj, med epidemijo covida-19, pa veliko raziskovalnih skupin proučuje vpliv novega koronavirusa na možgane.

Je danes bolezni živčevja in možganov v resnici več kot nekoč ali jih samo več zaznamo?

V znanstveni literaturi najdemo statistične podatke o naraščanju nevroloških motenj skozi zadnja desetletja. Stroka navaja, da se je v zadnjih 30 letih globalno število smrti zaradi nevroloških obolenj povečalo za 39 odstotkov. Svetovna populacija se namreč veča in stara, s starostjo pa se veča tudi prevalenca večine nevroloških obolenj. Nevrološka obolenja so danes razlog za več kot 15 odstotkov smrti na svetu in se uvrščajo takoj za kardiovaskularna obolenja. Najpogostejša nevrološka obolenja so možganska kap, migrena, alzheimerjeva bolezen in druge demence ter meningitis. Sledijo jim epilepsija, encefalitis, poškodbe hrbtenjače, travmatske poškodbe možganov in tetanus. Zanimivo je, da se pri nekaterih nevroloških obolenjih kažejo razlike v prevalenci med spoloma. Nekatera obolenja se pojavijo že v otroštvu ali mladosti.

Kaj pa travme, osebnostne motnje, duševne bolezni? Se vam zdi, da bomo v prihodnosti pri zdravljenju teh naredili več s kemijo oziroma zdravili ali s psihoterapijo?

Pri ljudeh, ki trpijo za nevrološkim obolenjem, se lahko razvijejo tudi psihološki simptomi, kot so depresija, anksioznost, vznemirjenost, blodnjavost in halucinacije. Kot ena izmed prvih izbir za lajšanje psiholoških simptomov in motenj v vedenju je priporočena psihosocialna pomoč, za katero je bilo dokazano, da zmanjšuje psihološki stres tudi pri skrbnikih obolelih. Za učinkovito lajšanje psiholoških simptomov so na voljo tudi zdravila, antipsihotiki in antidepresivi. V prihodnjih letih razvoj znanosti obljublja zgodnejše odkrivanje nevroloških in psihiatričnih obolenj ter preciznejše zdravljenje. Cilj zgodnjega odkrivanja je zakasniti, spremeniti ali celo preprečiti razvoj resnega obolenja s kombinacijo farmakoterapije in psihoterapije. Razvija se poznavanje genetskega ozadja za pojav obolenj, s čimer se širi razumevanje molekularne patofiziologije duševnih obolenj. S tem znanjem bomo lahko razvili specifične biotehnološke produkte, farmakoterapevtike za zdravljenje obolenja in odpravo vzrokov za njegov nastanek. Na podlagi farmakogenetske analize je že zdaj ponekod možno rutinsko oceniti specifični telesni odziv, ki ga ima pacient na določena zdravila. Tako lahko psihiatri terapijo prilagodijo pacientu za doseganje večje učinkovitosti zdravila in tolerance nanj. V sklopu zdravljenja se vse bolj razvijajo tudi globokomožganske stimulacije in stimulacije vagusnega živca, ki postajajo vse bolj rutinske. Pri nekaterih psiholoških motnjah raziskovalci odkrivajo pojav strukturnih atrofij v možganih, podobnih tistim pri nevrodegenerativnih boleznih, zato se veliko raziskujejo možnosti regeneracije možganov z določenimi molekulami in matičnimi celicami, kar bo v prihodnosti vsekakor bolje dognano in uporabno v klinični praksi.

Se vam zdi, da današnji čas z nepreglednimi količinami informacij naše možgane postavlja pred večje izzive v primerjavi s preteklostjo, ko je bilo življenje – morda se motim – bolj enostavno in pregledno?

Moderni družbi se morda res zdi, da je bilo življenje nekoč enostavnejše in bolj umirjeno – a le zato, ker ga primerjamo s sedanjim. Pravilneje bi se bilo postaviti v čevlje takratnega človeka in razmisliti, kako je v aktualnem času doživljal življenje. Resda ni bil preobremenjen s količino dnevnih informacij, ki nas duši dandanes, ter s tempom današnjega življenja, bi pa prav tako pri njem našli sledi stresa – le razlogi ne bi bili kapitalistične narave – in s starostjo povezane nevrodegenerativne bolezni, morda tudi take, povezane z malnutricijo. Spremembe v okolju so stalnica narave. Kot je dognal že Darwin: bitja, ki jim uspe slediti spremembam in se jim prilagoditi, imajo večje možnosti za preživetje in nadaljevanje svoje vrste. Tako se na spreminjajoče se okolje prilagajajo tudi naši možgani. Osnovne funkcije se ohranjajo skozi generacije, medtem ko se možgani lahko razvijajo naprej glede na naš kognitivni trening, ki jim ga vsakodnevno namenimo, in glede na druge okoljske dejavnike, s katerimi se srečujemo. Informacijska tehnologija res velja za velikansko prelomnico v načinu življenja naše družbe in pravzaprav predstavlja spremembo antropološkega izvora, na katero pa se mlajše generacije, ki so na vrhuncu možganskega razvoja, enostavno prilagajajo. Med drugim tudi zaradi plastičnosti svojih sinaps.

Kako dobro sploh poznamo možgane in koliko resnice je v ponarodelem mitu, da v resnici uporabljamo le majhen delček njihove »procesorske« moči?

Razširjeno prepričanje, da človek uporablja le 10 odstotkov svojih možganov, je v resnici mit. Ob doživljanju novih izkušenj in učenju nastajajo spremembe v sivini in belini naših možganov. Čeprav še vedno raziskujemo natančne mehanizme delovanja možganov v smislu spomina in zavesti, pa poznavanje fiziologije možganov dokazuje, da imajo vsi predeli možganov svojo funkcijo in so redno v uporabi pravzaprav ves čas.

Bomo nekoč znali povedati, kaj je zavest, kaj je misel, kaj spomin, kje v telesu prebivajo?

Raziskovanje zavesti buri domišljijo znanstvenikov že zelo dolgo. Obstaja več nivojev zavesti in znanstveniki raziskujejo, v katerih predelih možganov bazira ter kako nanjo vplivajo psihoaktivne droge in alkohol. O različnih tipih spomina in kje se ti procesirajo in shranjujejo, je že veliko znanega. Znanstvenikom je tudi že uspelo slediti mislim skozi možgane s snemanjem električne aktivnosti nevronov.

Kaj nas o možganih učijo ljudje z izjemnimi sposobnostmi računanja, pomnenja? Ste imeli tudi vi kdaj priložnost raziskovati kakšne takšne genije?

Te priložnosti še nisem imela, saj raziskujem na modelnih organizmih, kot je miš. Je pa nevroznanstvenike vedno gnala želja, da bi spoznali možgane genijev. Tako so med drugim analizirali in pro- učili možgane Alberta Einsteina. Ugotovili so, da je imel nekoliko manjše možgane od povprečja, vendar povečan delež sinaptičnih povezav med obema hemisferama ter povečan možganski predel, za katerega je znano, da je potreben za matematično in prostorsko mišljenje. Analizirali so tudi možgane drugih modrecev in prišli do zaključkov, da sama morfologija ni neposredno povezana z drugačnim obnaša- njem teh genijev in le zmerno vpliva na skupno inteligenco. Inteligenco so raziskovali tudi slovenski nevroznanstveniki. Ugotovili so, da nadpovprečno inteligentni ljudje za reševanje nalog učinkoviteje hkratno uporabljajo možganske predele kot povprečno inteligentni.

Kakšni pa so izzivi na vašem področju? Si upate ugibati, v katero smer bo šlo raziskovanje možganov oziroma kakšna presenečenja nas čakajo?

Sama se ukvarjam z raziskovanjem vpliva stresa na možgane in regeneracije možganov z matičnimi celicami. Gre za izredno kompleksne študije, v katerih se prekrivajo nevrobiologija, celična biologija in kognitivna nevroznanost, pri čemer vsako od teh področij dosega reden napredek v znanosti. Raziskave matičnih celic so danes v razmahu, vse bolj se odkriva tudi velik pomen eksosomov, ki jih matične celice izločajo. Menim, da se bodo v prihodnosti regenerativne terapije razvijale v tej smeri, kar bo odprlo veliko novih možnosti za zdravljenje tako nevrodegenerativnih bolezni kot duševnih motenj.

Miha Pribošič,
urednik rubrike Znanost v časopisu Delo

Intervju je bil 6. avgusta 2020 objavljen v časopisu Delo.