Generacím odborníků zabývajícím se neurovědou bylo indoktrinováno aby věřili, že naše vnímání, myšlení a pocity jsou umožněny sítí mozkových buněk, nebo periferních neuronů, přičemž každý neuron je odpovědný za uvolňování specifického chemického přenašeče (neurotransmiteru). Jakmile neuron uvolní molekuly chemického přenašeče, předá vzruch na další sousední buňku a vyvolá tak slabý elektrický výboj. Ten se pak tímto způsobem šíří až na místo určení, kde své poselství předává výkonným buňkám. Nyní výzkumníci z Pittsburghské university odhalili, že mladé krysí mozkové buňky dokáží naráz uvolnit tři signály (neurotransmitery). Dokáží tedy „střílet salvami“.
Komunikace neuronů pomocí několika přenašečů současně
Tak toto převratné zjištění zveřejnilo poslední číslo časopisu Nature Neuroscience. Zmínění tři uvolňovaní poslové jsou zdánlivě vzájemně v rozporu. Tak například kyselina glutamová (glutamát), je učebnicovým příkladem dráždivého (excitačního) neuropřenašeče, který způsobuje depolarizaci membrány. Zbylé dva produkty, GABA a glycin, jsou svojí podstatou inhibitory nervových vzruchů, jsou to inhibiční neuromediátory.
Informace je mezi neurony přenášena tehdy, když jedna z buněk uvolní nervový přenašeč v místě spojení (synaptickém bodě), tedy v místě kontaktu dvou sousedních nervových buněk. Když je molekula přenašeče uvolněna vydá se na cestu jedním směrem – směrem k přiléhající buňce a podobně jako klíč, odemkne příslušný zámek na receptoru buňky přijímající signál, a takto oslovená buňka jej pak přepošle stejným způsobem dál.Takto to chodí v klasicky známé verzi. Když ale nyní vědci zkoumali krysí mozek a to v době prvního týdnu po narození, což je kritická fáze rozvoje mozku, přišli na něco co se z této klasiky vymyká. Je to doba odpovídající třetímu měsíci těhotenství u lidí, doba kdy jsou neurony uspořádávány, vzájemně se propojují a vytváří specifické mozkové struktury a nervové komunikační sítě. Dlouho je známo, že specifický receptor pro kyselinu glutamovou, NMDA receptor (někdy označovaný jako NMDA kanál), hraje u všech živočichů v tomto procesu základní roli. Jak ale tito představitelé inhibiční funkce, které představují asi polovinu mozkových nervových spojů organismům prospívají a jaký je jejich skutečný význam, zůstávalo záhadou.
Výzkumníci z Pittsburghu tvrdí, že na to nyní přišli. Nejdříve se zdálo nesmyslné, že by buňky současně produkovaly excitační přenašeče a zároveň jejich funkci chtěly utlumit pomocí inhibitorů spojení. Nakonec se ale ukazuje, že tato protichůdnost bude stát u základů dalšího rozvoje neurovědy. Ukázalo se totiž, že kyselina glutamová aktivuje NMDA receptory v nejdůležitějším stadiu vývoje mozku. „Tehdy jsme si uvědomili, že právě tato domnělá protichůdnost může vysvětlit celou řadu základních otázek.“ Vysvětluje výsledky Karl Kandler, docent neurobiologie na Pittsburghské universitě, vedoucí projektu. A dodává „ Tato zjištění vrhají nové světlo na to jak inhibitory přispívají k vývoji synapsí, jak se účastní při utváření nervových drah v mozku.
Mnohé mozkové poruchy, jako je epilepsie, schizofrenie a deprese v sobě zahrnují nedostatek, který brání normálnímu utlumení buněk. Výzkumníci, vyzbrojeni novými poznatky, se nyní chtějí nově podívat na příčinu těchto poruch a hodlají najít nové způsoby prevenci a léčby těchto stavů. Chtějí také objasnit souvislostí s dyslexií a hučení v uších, protože i u nich se nabízí vysvětlení, že by mohly být způsobovány nedostatečným utlumením signalizací v dráhách sluchového systému.
Předtím, než se začne s uplatňováním nových poznatků v klinické praxi, bude třeba získat odpověď na celou řadu otázek. Jak GABA, glycin a kyselina glutamová spolupracují při aktivaci NMDA receptorů. V tradičním pojetí, tak jak jsme dosud vše chápali, když tlumící spoje jsou vyvinuté, nikdy neuvolňují kyselinu glutamovou a nikdy nejsou tyto spoje schopny depolarizovat buňku. Pro aktivaci NMDA receptoru je ale obojího třeba. Nyní víme, že alespoň při určité periodě vývoje mozku, když se vytváří sluch zpracující část mozku, přenašeče vzruchů GABA a glycin jsou schopni navodit depolarizaci buňky. Tedy umí něco, co normálně dokážou jen excitační přenašeče.
Není dosud známo, jak dlouho si tuto vlastnost buňky ponechávají, tedy jak dlouho jsou neurony schopny současně uvolňovat všechny tři přenašeče a tzv. „střílet salvami“. Také se neví, co tuto schopnost v době dospělosti u buněk zastavuje. Zatím se zdá, že k tomu dochází v průběhu tří týdnů po narození a nebo, jinak vyjádřeno, v týdnu poté, co je plně vyvinut sluch. Možná, že první sluchové vjemy jsou právě tím signálem pro nervové buňky který u nich uvolňování kyseliny glutamové zablokuje, a který je oním předstupněm správně fungujícího systému přenosu sluchových informací.
Bude zajímavé zjistit, zda porucha sluchu, jako třeba částečná hluchota, nebo „zvonění v uších“, které u lidí brání normálnímu rozvoji řeči, není způsobeno tím, že kyselina glutamová je uvolňována delší dobu, než je zdrávo. Tato příčina, která se jako možné vysvětlení vzniku poruchy nabízí je ale zatím jen předmětem spekulací. Pokud by se ale ukázala zmíněná spekulace jako pravdivá, byl by to začátek pro nové způsoby léčby, a zřejmě nejen pro zmíněnou hluchotu se zvoněním v uších.