Πώς αντιλαμβάνεται ο εγκέφαλός μας πότε πρέπει να αναπνεύσουμε, πότε έχει πέσει η αρτηριακή μας πίεση, ή πότε το σώμα μας αντιμετωπίζει μια μόλυνση;
Το κλειδί βρίσκεται στην ενδοδεκτικότητα, μια σχετικά άγνωστη διαδικασία μέσω της οποίας το νευρικό σύστημα παρακολουθεί και ερμηνεύει συνεχώς τα εσωτερικά σήματα για να διατηρεί βασικές λειτουργίες του σώματος σταθερές.
Ερευνητές από το Scripps Research και το Allen Institute έλαβαν το Βραβείο Μεταμορφωτικής Έρευνας των NIH για να δημιουργήσουν τον πρώτο ολοκληρωμένο χάρτη του εσωτερικού αισθητηριακού δικτύου του σώματος. Το έργο θα ηγηθεί ο βραβευμένος με Νόμπελ, Άρντεμ Παταπουτιάν.
Ο Παταπουτιάν, ο οποίος μοιράστηκε το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής 2021 για την ανακάλυψη των υποδοχέων της θερμοκρασίας και της αφής, θα προσπαθήσει μαζί με την ομάδα του, να αποκωδικοποιήσει τη διαδικασία της ενδοδεκτικότητας.
Το πρόγραμμα θα λάβει 14,2 εκατομμύρια δολάρια χρηματοδότηση για την επόμενη πενταετία.
Η «έκτη αίσθηση» του σώματος
Σε αντίθεση με τις κλασικές αισθήσεις, όπως η όσφρηση, η όραση και η ακοή — που είναι εξωτερικές και βασίζονται σε εξειδικευμένα αισθητήρια όργανα — η ενδοδεκτικότητα λειτουργεί μέσω ενός δικτύου νευρικών οδών που παρακολουθεί λειτουργίες όπως η κυκλοφορία, η πέψη και η ανοσολογική δραστηριότητα.
Επειδή αυτά τα σήματα προέρχονται από τα βάθη του σώματος και συχνά τα επεξεργαζόμαστε ασυνείδητα, η ενδοδεκτικότητα περιγράφεται συχνά ως η «κρυφή έκτη αίσθηση» μας. Ωστόσο, παρά την κρίσιμη σημασία της, η ενδοδεκτικότητα έχει ιστορικά αγνοηθεί λόγω της πολυπλοκότητάς της.
Τα σήματα από τα εσωτερικά όργανα διαχέονται ευρέως, συχνά επικαλύπτονται και είναι δύσκολο να απομονωθούν και να μετρηθούν. Τα αισθητήρια νευρικά κύτταρα που μεταφέρουν αυτά τα μηνύματα διέρχονται μέσα από ιστούς — από την καρδιά και τους πνεύμονες μέχρι το στομάχι και τα νεφρά — χωρίς σαφή ανατομικά όρια.
Χαρτογραφώντας τη διαδικασία της ενδοδεκτικότητας
Με την υποστήριξη των NIH, η ομάδα θα χαρτογραφήσει πώς τα αισθητήρια νευρικά κύτταρα συνδέονται με ένα ευρύ φάσμα εσωτερικών οργάνων, όπως η καρδιά και ο γαστρεντερικός σωλήνας.
Σκοπός είναι να δημιουργηθεί ένας ολοκληρωμένος Άτλας, που θα καταγράφει ανατομικά και μοριακά αυτές τις νευρικές οδούς.
Στο ανατομικό σκέλος του έργου, οι ερευνητές θα επισημάνουν και θα παρακολουθήσουν μέσω απεικόνισης τα αισθητήρια νευρικά κύτταρα, καταγράφοντας τη διαδρομή τους από τον νωτιαίο μυελό στα διάφορα όργανα και δημιουργώντας έναν λεπτομερή τρισδιάστατο χάρτη των διαδρομών και των διακλαδώσεων.
Στο μοριακό σκέλος, η ομάδα θα προσπαθήσει να ταυτοποιήσει τους διαφορετικούς τύπους αισθητήριων νευρώνων, αποκαλύπτοντας, για παράδειγμα, πώς οι νευρώνες που στέλνουν σήματα από το έντερο διαφέρουν από εκείνους που συνδέονται με την ουροδόχο κύστη ή τον λιπώδη ιστό.
Από τον συνδυασμό αυτών των δεδομένων, θα προκύψει το πρώτο πρότυπο πλαίσιο για τη χαρτογράφηση του εσωτερικού αισθητηριακού δικτύου του σώματος.
Εφαρμογές στην υγεία
Αποκωδικοποιώντας την ενδοδεκτικότητα, η ομάδα ελπίζει επίσης να αποκαλύψει τις βασικές αρχές επικοινωνίας σώματος-εγκεφάλου, που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες προσεγγίσεις για τη θεραπεία ασθενειών.
Η δυσλειτουργία των οδών ενδοδεκτικότητας έχει συσχετιστεί με αυτοάνοσα νοσήματα, χρόνιο πόνο, νευροεκφυλιστικές νόσους και υψηλή αρτηριακή πίεση.
«Η ενδοδεκτικότητα είναι θεμελιώδης για σχεδόν κάθε πτυχή της υγείας, αλλά παραμένει ένα σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητο πεδίο της νευροεπιστήμης», δήλωσε ο Ξιν Τζιν, Αναπληρωτής Καθηγητής στο Scripps Research.
«Ο πρώτος χάρτης αυτού του συστήματος θα μας επιτρέψει να κατανοήσουμε καλύτερα πώς ο εγκέφαλος διατηρεί την ισορροπία, πώς αυτή διαταράσσεται σε ασθένειες και πώς θα μπορούσε να αποκατασταθεί», κατέληξε ο ερευνητής.