Nové výzkumy ukazují, že náš nervový systém má vrozenou „startovací architekturu“
Nové výzkumy zaměřené na mozkové organoidy naznačují, že náš nervový systém má vrozenou „startovací architekturu“, která se vytváří ještě předtím, než jakékoli podněty začnou utvářet naše zkušenosti. Odborníci se domnívají, že člověk se narodí s předinstalovaným „softwarovým“ nastavením.
Preinstalované nastavení od narození
Může se zdát, že se rodíme jako nepopsaný list papíru. Vnímáme, slyšíme, cítíme a pohlcujeme znalosti z našeho okolí, čímž získáváme zkušenosti nezbytné pro orientaci ve světě. To je částečně pravda, ale ne úplně – člověk nezačíná od nuly, ale s „preinstalovanými“ nastaveními. Vědci označují tyto vzorce aktivity za formující se ještě před tím, než se objeví první smyslové podněty.
Mozek startuje s vlastním „operačním systémem“
Tento článek by měl přečíst každý čerstvě upečený rodič, který si myslí, že nově narozený člověk se formuje úplně od základů. Objevy týmu z Kalifornské univerzity odhalují, jak vypadá nejranější elektrická aktivita ve vyvíjejícím se mozku. K tomu vědci použili mozkové organoidy, což jsou trojrozměrné struktury složené z lidských kmenových buněk – můžeme je považovat za miniaturizované modely mozkové tkáně.
Genetické nastavení a jeho význam
Analýza mozkových organoidů ukázala, že jsou schopny vytvářet sekvence výbojů podobné těm, které ve vyspělém mozku tvoří základ pro zpracování informací – a to bez jakýchkoliv vnějších podnětů. Vědci ve své publikaci uvádějí, že byly pozorovány charakteristické vzory, známé z takzvaného defaultního módu – sítě aktivity, která tvoří základ pro pozdější příjem a interpretaci signálů z okolí.
Vrozený plán mozku
Co je zajímavé, tyto jevy se objevily nejen u lidských organoidů, ale také u myších modelů a fragmentů kůry novorozených hlodavců. Na základě toho vědci tvrdí, že mozek má něco jako vrozený plán činnosti, který se začíná realizovat bez účasti smyslů. Pokud použijeme technický jazyk, je to trochu jako kdybychom se narodili s operačním systémem – to, zda bude androidový nebo iosový, se ukáže později.
Budoucnost výzkumu neurologických poruch
Nové objevy částečně vyvracejí teorie některých vědců, kteří tvrdili, že mozek „vytváří“ sekvence výbojů neuronů až po zpracování prvních podnětů, tedy obrazů, zvuků nebo vůní. Samozřejmě to nezpochybňuje učení prostřednictvím zkušenosti, ale potvrzuje, že existuje něco, co nazýváme vrozenou architekturou mozku – a to nejen u lidí, ale i u jiných druhů.
„Tyto buňky jasně interagují a vytvářejí obvody, které vznikají samovolně, než začneme zažívat cokoliv ze světa kolem nás. Existuje určitý operační systém, který se objevuje v primárním stavu. V mém laboratoři pěstujeme mozkové organoidy, abychom nahlédli do této primární verze operačního systému mozku a zkoumali, jak se buduje, ještě než je formován smyslovými podněty,“ říká profesorka Tal Sharf, hlavní autorka výzkumu.
Důsledky pro diagnostiku nemocí
Výzkum také zdůrazňuje, že pro vznik přirozených časových sekvencí je nutné usazení buněk v složitější, trojrozměrné struktuře – podobné té, která se vytváří v pravé mozkové kůře. Vědci tvrdí, že to svědčí nejen o významu prostorového uspořádání mozku, ale také o tom, že organoidy mohou odrážet klíčové fáze neuronálního vývoje.
Co to znamená pro nás?
Jaké důsledky mají tyto pozorování pro nás a pro „budoucí lidstvo“? Takové objevy především otevírají cestu k novému výzkumu neurologických poruch a mohou umožnit detekci některých typů onemocnění. Pokud jsou nejranější vzory aktivity geneticky naprogramované, bude možné testovat vliv toxinů, analyzovat mechanismy nemocí a vyvíjet terapie v etapě, která byla dříve nedostupná k pozorování.
