Un articolo pubblicato nel Proceedings of National Academy of Sciences fornisce una prova forte per un nuovo tipo di comunicazione tra le cellule nervose nel cervello.
I risultati potrebbero avere rilevanza per la prevenzione e il trattamento di epilessia, e forse nella esplorazione di altri aspetti delle funzioni cerebrali, dai processi di pensiero creativo per malattie mentali come la schizofrenia.
Il lavoro è stato svolto congiuntamente da scienziati del SUNY Downstate Medical Center di Brooklyn, New York, Colorado State University di Fort Collins, Colorado, Mount Sinai School of Medicine di Manhattan, New York, e l'Università di Newcastle nel Regno Unito. L'autore principale è stato il Dr. Farid Hamzei-Sichani, un MD / dottorando presso Downstate Medical Center, lavorando nel laboratorio di Roger Traub, MD, professore di fisiologia e farmacologia e di neurologia presso SUNY Downstate.
Epilessia di un gruppo di malattie caratterizzate dalla presenza ricorrente di crisi epilettiche spontanee riguarda circa la metà dell'uno per cento della popolazione statunitense, e una percentuale ancora più alta nei paesi in via di sviluppo. In circa un terzo dei pazienti, i sequestri non sono adeguatamente controllati da trattamenti disponibili. I problemi possono sorgere nella capacità dei pazienti di funzionare a casa e nella società.
Crisi epilettiche sono abitualmente considerati a riflettere uno squilibrio tra la capacità delle cellule nervose per eccitare l'un l'altro, da un lato, e di inibire l'un l'altro, d'altra parte. L'eccitazione e inibizione luogo perché l'attività delle cellule nervose porta al rilascio di particolari sostanze chimiche chiamate neurotrasmettitori in corrispondenza dei nodi specializzati che si chiamano sinapsi chimiche. I neurotrasmettitori si diffondono attraverso un minuscolo spazio tra le cellule nervose, e poi si legano alle proteine (chiamate recettori) su altre cellule nervose. Legame di un neurotrasmettitore ad un recettore a sua volta provoca eccitazione o inibizione in altre cellule nervose.
Questo è il classico mezzo di comunicazione tra le cellule nervose, e si trova alla base della maggior parte delle attuali conoscenze di come il cervello elabora le informazioni e controlla i muscoli del corpo .* Un sequestro si presume che si verifichi quando c'è l'eccitazione chemical troppo sinaptica, e / o l'inibizione non abbastanza.
Vi è, tuttavia, un altro mezzo per le cellule nervose di comunicare tra loro, chiamati giunzioni gap. Giunzioni permettono di corrente elettrica di fluire direttamente da una cellula all'altra, senza coinvolgere il rilascio e la diffusione di sostanze chimiche trasmettitore, e può essere pensato come 'corto circuiti o trasversali che collegano le vie attraverso cui le cellule normalmente comunicare.
Giunzioni gap si trovano in molte parti del corpo, come il cuore. Giunzioni tra le cellule nervose sono stati più studiati negli anziani vertebrati (come il pesce) e gli invertebrati (come sanguisughe e granchi), in più, giunzioni gap nei mammiferi sono stati studiati che esistono tra le cellule nervose che producono l'inibizione che è, tra le cellule che non sono primariamente coinvolti nella crisi epilettiche. Giunzioni tra le cellule eccitatorio del cervello dei mammiferi non sono state tradizionalmente parte del pensiero di neuroscienziati.
Una fonte dell'idea che giunzioni gap sono stati di vitale importanza per l'epilessia è venuto dalle osservazioni delle onde cerebrali che vengono registrati poco prima di un attacco inizia: queste onde possono verificarsi a frequenze molto alte, 100 volte al secondo o anche di più. Che l'osservazione, e altri esperimenti eseguiti in Europa a partire 10 anni fa, ha portato uno degli autori dell'articolo PNAS (Roger Traub, al SUNY Downstate) proporre una nuova ipotesi: che le cellule nervose eccitatoria delle cellule più critici nella generazione di epilettico crisi sono anche accoppiati tra loro da giunzioni gap, cioè giunzioni gap non si limitano alle cellule che producono l'inibizione. Inoltre, le giunzioni gap fra le cellule eccitatorie sembravano destinate a verificarsi in un luogo inaspettato: gli assoni delle cellule (l'assone è la parte della cellula che permette la propagazione di un segnale su lunghe distanze).