Miten ihmeessä aivosi immuunisolut muovaavat ajatuksiasi?

Tässä juttu, joka saa pyörryttää: Kallosi sisällä on tälläkin hetkellä immuunisoluja, jotka eivät ainoastaan taistele tulehduksia vastaan—ne myös muovaavat ajatuksiasi.

Nämä pienet sankarit ovat mikrogliat, ja niitä on noin 5–10 prosenttia kaikista aivosoluistasi. Pitkään tutkijat luulivat, että homma oli yksinkertainen: mikrogliat olivat aivojen siivousmiehistö, joka korjaili vaurioita ja torjui taudinaiheuttajia.

Osoittautuikin, että ne ovat paljon, paljon kiinnostavampia.

Löytö, joka pysäytti tutkijat

Columbian yliopiston Zuckerman-instituutin tutkijaryhmä onnistui havaitsemaan jotain, mikä sai tutkijat hieromaan silmiään. He löysivät ihmisiltä erityisen geenin—sellaisen, jota esiintyy vain meillä—ja se on hämmästyttävän aktiivinen näissä mikrogliassa.

Geeni on nimeltään SRGAP2, ja ihmisillä on siitä useita kopioita, joita meidän apliinin sukulaisemme eivät omista. (Mistä nuo ylimääräiset kopiot tulivat? Ne ovat luultavasti syntyneet evoluution aikana geneettisten duplikaatioiden kautta.)

Mutta tässä tulee se osa, joka nostaa kulmakarvoja: kun tutkijat tarkastelivat, missä tämä ihmiselle ominainen geeni on aktiivisimmillaan, he huomasivat sen olevan lähes 10 kertaa runsaampi mikrogliassa kuin neuroneissa—niissä soluissa, joita yleensä yhdistämme ajatteluun ja älyyn.

"Joten kysymys oli: 'Miksi ihmeessä tämä geeni on niin aktiivinen mikrogliassa?'" muisteli tohtori Franck Polleux, yksi tutkimuksen johtavista tutkijoista.

Hyvä kysymys, oikeastaan.

Mikrogliat: Aivojen unohdetut arkkitehdit

Tässä kohtaa homma alkaa olla todella mielenkiintoista. Viimeisen parinkymmenen vuoden aikana tutkijat ovat ymmärtäneet, että mikrogliat tekevät paljon enemmän kuin vain vartioivat tulehduksia ja siivoavat sotkua.

Aivojen kehityksen aikana nämä solut toimivat käytännössä neuraalisten yhteyksien sisustusarkkitehteinä. Ne päättävät, mitkä synapseista (neuronien välisistä pienistä silloista) jäävät eloon ja mitkä karsiutuvat pois. Ne voivat myös säätää olemassa olevien synapsejen herkkyyttä, eli hienosäätää sitä, miten aivosi keskustelee itsensä kanssa.

Ajattele niitä aivojesi johdotuksen työnjohtajina.

Ja tässä on se juttu, joka tekee ihmisistä erityisiä: meidän mikrogliamme kypsyvät äärimmäisen hitaasti—jossain välillä neljästä kahdeksaan vuotta. Verratkaa sitä hiiriin, joiden mikrogliat aikuistuvat noin kolmessa viikossa.

Tuo ero on melko ällistyttävä, kun sitä alkaa miettiä.

Geeni, joka säätelee kelloa

Kun tutkijat kaivoivat syvemmälle, he huomasivat, että nuo ihmiselle ominaiset SRGAP2:n kopiot vaikuttavat olevan syy sille, miksi meidän mikrogliamme kehittyvät niin hitaasti. Geeni toimii kuin kehityksen himmentimiskytkin, joka hidastaa näiden solujen kypsymistä.

Mutta tässä on se todella nokkela osuus: sama geeni hidastaa myös neuronien kehitystä. Joten neuronit ja mikrogliat—kaksi täysin erilaista solutyyppiä—pysyvät synkronoituina tämän yhden geneettisen mekanismin ansiosta.

"Luonto on valinnut tämän geenin säätelemään mikrogliakehitystä, joka on niin ratkaisevaa neuronikehitykselle, jotta ne pysyvät synkronoituina kehityksen aikana", selitti tohtori Carlos Diaz-Salazar, tutkimuksen pääasiallinen kirjoittaja.

Tätä koordinoitua, hidasta kehitystä tutkijat kutsuvat neoteniaksi—ihmisaivojen pitkittyneeksi lapsuudeksi. Ja uskotaan, että tämä pitkä kypsymisaika on yksi avaintekijöistä, joka antoi meille ne suuret, kypsät kognitiiviset kyvymme: monimutkaisen päättelyn, kielen, luovuuden, kaiken sen hyvän.

Miksi sinun pitäisi välittää?

Okei, meillä on siis omituinen geeni, jota vain ihmisillä on, ja se hidastaa aivosolujemme kasvua. Hienoa, mutta mitä järkeä tästä on?

Kaksi sanaa: aivoterveys.

Tutkijat ovat hiljattain havainneet, että mikrogliat eivät ole mukana vain normaalissa aivokehityksessä—niillä on myös sormensa pelissä neurokehityksellisissä häiriöissä kuten autismissa sekä neurodegeneratiivisissa sairauksissa kuten Alzheimerissa. Ymmärtämällä, mitä tekee ihmisen mikrogliat erilaisiksi kuin hiiren mikrogliat (tai minkä tahansa muun eläimen), voimme ehkä joskus ymmärtää, miksi nämä sairaudet syntyvät ja miten niitä hoidetaan.

Kuten tohtori Polleux asian muotoili: "Haluamme ymmärtää kaikkia niitä elementtejä, jotka auttavat muodostamaan ihmisaivoja, jotta voimme ymmärtää, mikä tekee meidät evoluutioperspektiivistä ainutlaatuisiksi."

Ja rehellisesti sanottuna? Pidän tätä uskomattoman runollisena. Jossain DNA:ssamme on pieni geneettinen onnettomuus—kopioitu geeni—joka auttoi tekemään meistä... meidät. Se antoi aivoillemme tarvittavan ajan kasvaa joksikin merkittäväksi.

Isompi kuva

Mikä tässä tutkimuksessa eniten koskettaa minua, on se, miten se muistuttaa meitä siitä, että evoluutio ei toimi suuren suunnitelman mukaan. Se ei ole mikään älykäs suunnittelija, joka muotoilee täydellisiä aivoja. Se on satunnaisia duplikaatioita ja geneettisiä virheitä, jotka joskus—joskus vain—antavat lajille etulyöntiaseman.

Se ylimääräinen SRGAP2:n kopio genoomissamme? Se oli luultavasti vain kopiointivirhe miljoonia vuosia sitten. Mutta koska se jäi elämään ja periytyi eteenpäin, se auttoi muovaamaan jokaisen koskaan eläneen ihmisen aivoja.

Meidän kielemme, taiteemme, tieteemme, rakkautemme—kaikki saattavat olla hieman velkaa yhdelle onnekkaalle pienelle geneettiselle virheelle.

Miten olisi tuollainen perspektiivi seuraavaksi kerraksi, kun mietit liikaa?