Το κεφάλι σου έσπασε και επισκευάστηκε μόνο του

Κάθισε κάτω για αυτό — γιατί ο εγκέφαλός σου είναι πολύ πιο εντυπωσιακός απ' ό,τι νόμιζες.

Επιστήμονες ανακάλυψαν κάτι τρελό: καθώς ο εγκέφαλός σου σχηματιζόταν, τα νευρώνια που τώρα σου επιτρέπουν να διαβάζεις αυτές τις λέξεις έσπασαν το δικό τους DNA. Επίτηδες. Και μετά το διόρθωσαν. Και όλη αυτή η διαδικασία; Δεν είναι λάθος. Είναι ο τρόπος που χτίζεται ο εγκέφαλός σου.

Το Ταξίδι της Ζωής τους

Φαντάσου ότι είσαι ακόμα έμβρυο. Ο εγκέφαλός σου δεν έχει σχηματιστεί ακόμα. Μικροσκοπικοί νευρώνες πρέπει να διασχίσουν απίστευτα στενά περάσματα — να σφηνωθούν ανάμεσα σε ίνες και γειτονικά κύτταρα — για να φτάσουν στον τελικό τους προορισμό στον εγκεφαλικό φλοιό.

Είναι σαν να προσπαθείς να περάσεις μέσα από ένα γεμάτο σταθμό του μετρό, αλλά αντί για κόσμο έχει ελαστικό εγκεφαλικό ιστό.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κιότο διαπίστωσαν ότι σε αυτό το ταξίδι, τα κύτταρα δέχονται ζημιά. Αναπτύσσουν αυτό που λέμε "διπλές ρωγμές" στο DNA — και ναι, ακούγεται τρομακτικό. Δύο κλώνοι της έλικας του DNA κόβονται; Αυτό πρέπει να είναι κακό.

Κανονικά, θα ήταν.

Ένας Εγκέφαλος που Φτιάχνει Τον Εαυτό Του

Αλλά εδώ έρχεται το ενδιαφέρον: σε υγιείς αναπτυσσόμενους εγκεφάλους, αυτή η ζημιά είναι εντελώς φυσιολογική και επιδιορθώνεται γρήγορα πριν προκαλέσει προβλήματα. Ο εγκέφαλος εξελίχθηκε για να ανέχεται και να επισκευάζει αποτελεσματικά αυτή τη ζημιά.

Η καθηγήτρια Mineko Kengaku το είπε απλά: "Ο αναπτυσσόμενος εγκέφαλος φαίνεται να εξελίχθηκε για να ανέχεται και να επιδιορθώνει αποτελεσματικά τη νευρωνική ζημιά."

Με απλά λόγια; Ο εγκέφαλός σου είναι ένα μηχάνημα αυτοεπισκευής.

Πώς Γίνεται το Σπάσιμο

Πώς όμως προκαλείται αρχικά η ζημιά; Οι επιστήμονες αναπαρήγαγαν τη διαδικασία στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας μικροσκοπικά κανάλια που μιμούνται τα στενά περάσματα. Χρωμάτισαν το DNA με φθορίζουσες ετικέτες και παρακολούθησαν τη ζημιά σε πραγματικό χρόνο.

Αυτό που βρήκαν ήταν συναρπαστικό. Ο ένοχος είναι ένα ένζυμο που λέγεται Topoisomerase II-β. Κανονικά, αυτό το ένζυμο είναι σαν μηχανικός για το DNA σου — κόβει τους κλώνους για να ανακουφίσει την πίεση που δημιουργείται κατά τη λειτουργία του κυττάρου, και μετά τους ξαναενώνει.

Σκέψου το σαν να ξεμπερδεύεις ακουστικά. Μερικές φορές πρέπει να κόψεις τον κόμπο για να τα φτιάξεις, έτσι;

Όμως όταν οι νευρώνες είναι υπό μηχανική πίεση — σφηνωμένοι σε στενά — αυτό το ένζυμο μπορεί να κολλήσει στη μέση της διαδικασίας. Κόβει το DNA αλλά δεν μπορεί να το ξαναενώσει σωστά.

Γιατί οι Νευρώνες Αντέχουν (Ενώ Άλλα Κύτταρα Όχι)

Εδώ γίνεται πραγματικά έξυπνο. Οι ερευνητές σύγκριναν νευρώνες με καρκινικά κύτταρα που περνούσαν από τα ίδια στενά περάσματα. Στα καρκινικά κύτταρα, η ζημιά στο DNA συμβαίνει τυχαία και μπορεί να διαταράξει τη λειτουργία ή ακόμα και να προκαλέσει θάνατο.

Αλλά στους νευρώνες; Οι ρωγμές στο DNA δεν ήταν τυχαίες καθόλου. Συγκεντρώνονταν σε περιοχές του γονιδιώματος που δεν συμμετέχουν σε κρίσιμες γενετικές λειτουργίες. Τα βασικά γονίδια γλίτωναν σε μεγάλο βαθμό.

Είναι σαν η ζημιά να ξέρει να αποφεύγει τα σημαντικά πράγματα.

Αυτό εξηγεί γιατί οι νευρώνες αντέχουν αυτή τη διαδικασία ενώ άλλα κύτταρα δυσκολεύονται. Ο εγκέφαλος ανέπτυξε ένα σύστημα όπου η ζημιά συμβαίνει σε "ασφαλείς ζώνες" — περιοχές όπου προσωρινές ρωγμές δεν θα προκαλέσουν μόνιμη βλάβη.

Τι Γίνεται Όταν η Επισκευή Αποτυγχάνει;

Οι επιστήμονες δοκίμασαν τι συμβαίνει όταν το σύστημα επισκευής δεν λειτουργεί σωστά. Δημιούργησαν ποντίκια των οποίων οι νεογέννητοι νευρώνες στερούνταν το ένζυμο Ligase 4, που είναι απαραίτητο για την επιδιόρθωση αυτών των ρωγμών.

Τα αποτελέσματα ήταν διαφωτιστικά. Τα ποντίκια αναπτύχθηκαν φυσιολογικά, χωρίς εμφανή προβλήματα στην αρχή. Αλλά καθώς έφταναν στην ενηλικίωση, άρχισαν να εμφανίζουν ήπια αλλά σταδιακά επιδεινούμενα προβλήματα ισορροπίας — προβλήματα που συνδέονταν με την παρεγκεφαλίδα τους.

Αυτό είναι σημαντικό γιατί μοιάζει με ορισμένες ανθρώπινες διαταραχές που συνδέονται με γενετική αστάθεια. Υποδηλώνει ότι αυτά τα πρώιμα προβλήματα επιδιόρθωσης μπορεί να έχουν συνέπειες που εμφανίζονται πολύ αργότερα στη ζωή.

Η Μεγάλη Εικόνα

Η καθηγήτρια Kengaku σημειώνει ότι αυτή η ανακάλυψη "αλλάζει τον τρόπο που σκεφτόμαστε το νευρωνικό γονιδίωμα."

Να γιατί:

Όλοι οι νευρώνες του εγκεφάλου σου ξεκινούν με το ίδιο DNA. Αλλά αν οι νευρώνες βιώνουν διαφορετικές ποσότητες ζημιάς και επισκευής κατά τη μετανάστευσή τους — αν κάποιοι σφήνωσαν σε πιο στενά περάσματα από άλλους — μπορεί να καταλήξουν με μικρές γενετικές διαφορές μεταξύ τους.

Κάποιο από αυτό το μηχανικό ταξίδι μπορεί literally να είναι γραμμένο στο γονιδίωμα κάθε μεμονωμένου νευρώνα.

Αυτό ανοίγει τόσες ενδιαφέρουσες ερωτήσεις. Μπορεί αυτές οι μικροσκοπικές γενετικές διαφορές να βοηθούν στην εξήγηση γιατί τα 86 δισεκατομμύρια νευρώνες μας είναι τόσο διαφορετικοί μεταξύ τους; Μπορεί προβλήματα σε αυτή τη διαδικασία ζημιάς-επισκευής να συμβάλλουν σε νευρολογικές ασθένειες; Οι ερευνητές εξετάζουν τώρα αν αυτό παίζει ρόλο σε καταστάσεις που επηρεάζουν την ανάπτυξη του εγκεφάλου ή εμφανίζονται αργότερα στη ζωή.

Το Συμπέρασμα

Αυτό που με εντυπωσίασε περισσότερο από αυτή την έρευνα είναι αυτό: το σώμα μας είναι γεμάτο από αυτές τις κομψές, σχεδόν παράδοξες διαδικασίες. Κάποιες φορές πράγματα πρέπει να σπάσουν για να χτιστούν. Κάποιες φορές η ζημιά είναι μέρος της ανάπτυξης. Κάποιες φορές το πράγμα που φαίνεται πιο τρομακτικό — το DNA που σπάει κυριολεκτικά — αποδεικνύεται απαραίτητο κομμάτι του να γίνεις εσύ.

Ο εγκέφαλος δεν εξελίχθηκε απλά να ανέχεται αυτή τη διαδικασία. Εξελίχθηκε να την κάνει ασφαλή, αποτελεσματική και επαναλήψιμη. Αυτό δεν είναι τύχη. Είναι εκατομμύρια χρόνια τελειοποίησης.

Και τώρα που οι επιστήμονες καταλαβαίνουν καλύτερα αυτόν τον μηχανισμό, είναι ένα βήμα πιο κοντά στο να καταλάβουν τι συμβαίνει όταν πάει στραβά — κάτι που μπορεί τελικά να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε και να αντιμετωπίσουμε μια σειρά νευρολογικών παθήσεων.

Κάποιες φορές τα πιο εξαιρετικά πράγματα συμβαίνουν σε χώρους που δεν μπορούμε να δούμε. Αυτή τη στιγμή, μέσα στο κρανίο σου, δισεκατομμύρια νευρώνες κάνουν τη δουλειά τους — νευρώνες που κάποτε έσπασαν τον εαυτό τους και τον ξαναέφτιαξαν για να φτάσουν εκεί.

Δεν ξέρω για σένα, αλλά εγώ το βρίσκω απίστευτο.

Πηγή: ScienceDaily