Odkryto nową funkcję móżdżku

Jednym z najlepiej poznanych obszarów mózgu jest móżdżek. Stanowi on zaledwie 10 proc. całkowitej objętości organu, ale zawiera ponad 50 proc. wszystkich neuronów. Pomimo tej niezwykłej mocy obliczeniowej, do tej pory przypuszczano, że móżdżek działa w znacznej mierze poza świadomością, koordynując choćby oddychanie czy bicie serca. Okazuje się jednak, że móżdżek odgrywa ważną rolę w układzie nagrody - jeden z głównych napędów kształtujących ludzkie zachowania.

- Biorąc pod uwagę, że w móżdżku znajduje się duża liczba neuronów, można było się spodziewać, że nie poznaliśmy wszystkich funkcji tego organu. Móżdżek nie tylko angażuje się w zadania motoryczne. Mam nadzieję, że to odkrycie pozwoli nam ujednolicić badania nad innymi regionami mózgu - powiedział Mark Wagner z Uniwersytetu Stanforda.

Kora móżdżku składa się z trzech warstw: drobinowej, zwojowej i ziarnistej. Pomimo powiązań móżdżku z procesami poznawczymi, takimi jak zachowanie uwagi czy funkcje językowe, wcześniejsze badania warstwy ziarnistej łączono tylko z podstawowymi mechanizmami sensorycznymi i motorycznymi. Osoby z uszkodzonym móżdżkiem często mają trudności z utrzymaniem równowagi.

Ale w całym móżdżku może istnieć znacznie więcej obszarów odpowiedzialnych za inne funkcje. W móżdżku znajduje się przecież 60 mld komórek ziarnistych, więcej niż jakichkolwiek innych neuronów. Aby dowiedzieć się, w jaki sposób móżdżek steruje mięśniami myszy, naukowcy z Uniwersytetu Stanforda zastosowali nową technikę obserwacji komórek ziarnistych zwaną dwufotonowym obrazowaniem wapnia. To rodzaj mikroskopii pozwalający obejrzeć głębsze warstwy tkanki, bazujący na zjawisku przepływu fali wapnia przez aktywowany neuron. Wstrzyknięcie pochłanianego przez komórki nerwowe znacznika pozwala ustalić, co dzieje się w obserwowanym obszarze mózgu. Jako znacznik często używa się GFP, biolumiscencyjnego białka produkowanego m.in. przez meduzy.

Podczas eksperymentu, naukowcy zmusili myszy do poruszania się, nagradzając je słodką wodą po każdym naciśnięciu odpowiedniej dźwigni. Uczeni spodziewali się dostrzec w móżdżku odpowiedzi na ruchy zwierząt, ale ku ich zaskoczeniu, zaobserwowali coś zupełnie innego. Widoczna była zależność pomiędzy komórkami ziarnistymi a reakcją wywoływaną przez słodką wodę (nagrodę).

Dokonane obserwacje sugerują, że móżdżek odpowiada także za odpowiedź nagrody. Zanim podobne eksperymenty nie zostaną przeprowadzone na ludziach, nie możemy mieć pewności, że w naszym organizmie zaobserwujemy taki sam mechanizm.