123RF
Nowe odkrycia dotyczące reorganizacji kory mózgowej po urazie rdzenia kręgowego
Redaktor: Monika Stelmach
Data: 12.11.2021
Źródło: Komisja Europejska/CORDIS
| Tagi: | reorganizacja kory mózgowej, uraz rdzenia kręgowego, urazowe uszkodzenie mózgu, aktywność neuronowa, kora mózgowa, neurony |
Badania nad reorganizacją kory mózgowej, do której dochodzi po urazie rdzenia kręgowego, mogą otworzyć drogę do nowych metod leczenia. Naukowcy zaobserwowali m.in., że warstwa II i III kory mózgowej odpowiada za największe nasilenie aktywności w zakresie reorganizacji.
Do urazu rdzenia kręgowego dochodzi, gdy uderzenie lub przecięcie kręgosłupa przerywa przepływ informacji sensorycznych do mózgu, co inicjuje reorganizację kory mózgowej, czyli proces, w którym aktywność neuronów z sąsiednich, nienaruszonych obszarów kory wzrasta i rozszerza się w kierunku odciętego obszaru korowego.
– Chociaż reorganizacja kory mózgowej ma kluczowe znaczenie dla przywrócenia sprawności pacjentów z urazem rdzenia kręgowego, to w przypadku zbyt dużego nasilenia może wywołać takie patologie jak ból neuropatyczny, doznania fantomowe i spastyczność, które mogą odbijać się na jakości życia – mówi Juliana Rosa, badaczka z laboratorium neurofizjologii eksperymentalnej i obwodów neuronalnych, która pracuje nad projektem.
Dzięki wsparciu finansowanego w ramach programu działań „Maria Skłodowska-Curie” projektu CRASCI, Rosa i jej współpracownik Juan Aguilar starają się poznać mechanizmy leżące u podstaw reorganizacji kory mózgowej. – Poznanie mechanizmów stojących za reorganizacją kory mózgowej pozwoli na opracowanie nowych strategii terapeutycznych, które wspomagają lub ograniczają jej rozszerzanie się po urazie rdzenia kręgowego lub innym urazowym uszkodzeniu mózgu – dodaje Aguilar.
Nowe informacje na temat aktywności neuronalnej
Na początku naukowcy pracujący nad projektem badali, jak uraz rdzenia kręgowego zmienia aktywność neuronalną obszarów korowych, które otrzymują informacje z rejonów znajdujących się poniżej urazu. Odkryli w ten sposób istnienie mechanizmu zależnego od warstwy i ustalili, że warstwa II (ziarnista zewnętrzna) i III (piramidowa zewnętrzna) kory mózgowej odpowiada za największe nasilenie aktywności w zakresie reorganizacji.
– To ważne odkrycie, ponieważ przez warstwę II i III przebiega większość połączeń między odrębnymi obszarami mózgu, dlatego może ona stać się kluczem do kontrolowania reorganizacji – wyjaśnia Rosa.
Następnie badacze sprawdzili, czy zmianom w aktywności neuronów towarzyszyły jednoczesne zmiany w neuronach pełniących rolę inhibitorów. – Używając technik anatomicznych, odkryliśmy zwiększenie ilości synaps hamujących na pobudzających neuronach L5 następujące po urazie rdzenia kręgowego, które prowadzi do zmniejszenia możliwości wzbudzania – mówi Aguilar.
Naukowcy przeprowadzili także genetyczną manipulację astrocytów. – Nasze badania wykazały, że te komórki glejowe modulują rozrost neuronów i dlatego mogą stać się celem terapeutycznym leczenia zorientowanego na wzmocnienie lub ograniczenie reorganizacji kory mózgowej – dodaje naukowczyni.
Krok naprzód
Ustalenia naukowców rzucają nowe światło na fizjologiczny proces reorganizacji kory mózgowej po urazie rdzenia kręgowego. – Wcześniej reorganizacja kory mózgowej była procesem zachodzącym w niedostępnej czarnej skrzynce mózgu. Możliwość zidentyfikowania roli, jaką różne warstwy i elementy komórkowe odgrywają w tym procesie, to ogromny krok naprzód w naszej dziedzinie, który przybliża nas także do skuteczniejszego leczenia urazów rdzenia kręgowego – zauważa Aguilar.
Zespół pracuje teraz nad selektywną manipulacją różnymi populacjami komórkowymi. Manipulacja ta mogłaby pomóc zapobiec rozwojowi powszechnych patologii, poprawiając w ten sposób funkcje sensomotoryczne i wspomagając powrót pacjenta do zdrowia.
– Chociaż reorganizacja kory mózgowej ma kluczowe znaczenie dla przywrócenia sprawności pacjentów z urazem rdzenia kręgowego, to w przypadku zbyt dużego nasilenia może wywołać takie patologie jak ból neuropatyczny, doznania fantomowe i spastyczność, które mogą odbijać się na jakości życia – mówi Juliana Rosa, badaczka z laboratorium neurofizjologii eksperymentalnej i obwodów neuronalnych, która pracuje nad projektem.
Dzięki wsparciu finansowanego w ramach programu działań „Maria Skłodowska-Curie” projektu CRASCI, Rosa i jej współpracownik Juan Aguilar starają się poznać mechanizmy leżące u podstaw reorganizacji kory mózgowej. – Poznanie mechanizmów stojących za reorganizacją kory mózgowej pozwoli na opracowanie nowych strategii terapeutycznych, które wspomagają lub ograniczają jej rozszerzanie się po urazie rdzenia kręgowego lub innym urazowym uszkodzeniu mózgu – dodaje Aguilar.
Nowe informacje na temat aktywności neuronalnej
Na początku naukowcy pracujący nad projektem badali, jak uraz rdzenia kręgowego zmienia aktywność neuronalną obszarów korowych, które otrzymują informacje z rejonów znajdujących się poniżej urazu. Odkryli w ten sposób istnienie mechanizmu zależnego od warstwy i ustalili, że warstwa II (ziarnista zewnętrzna) i III (piramidowa zewnętrzna) kory mózgowej odpowiada za największe nasilenie aktywności w zakresie reorganizacji.
– To ważne odkrycie, ponieważ przez warstwę II i III przebiega większość połączeń między odrębnymi obszarami mózgu, dlatego może ona stać się kluczem do kontrolowania reorganizacji – wyjaśnia Rosa.
Następnie badacze sprawdzili, czy zmianom w aktywności neuronów towarzyszyły jednoczesne zmiany w neuronach pełniących rolę inhibitorów. – Używając technik anatomicznych, odkryliśmy zwiększenie ilości synaps hamujących na pobudzających neuronach L5 następujące po urazie rdzenia kręgowego, które prowadzi do zmniejszenia możliwości wzbudzania – mówi Aguilar.
Naukowcy przeprowadzili także genetyczną manipulację astrocytów. – Nasze badania wykazały, że te komórki glejowe modulują rozrost neuronów i dlatego mogą stać się celem terapeutycznym leczenia zorientowanego na wzmocnienie lub ograniczenie reorganizacji kory mózgowej – dodaje naukowczyni.
Krok naprzód
Ustalenia naukowców rzucają nowe światło na fizjologiczny proces reorganizacji kory mózgowej po urazie rdzenia kręgowego. – Wcześniej reorganizacja kory mózgowej była procesem zachodzącym w niedostępnej czarnej skrzynce mózgu. Możliwość zidentyfikowania roli, jaką różne warstwy i elementy komórkowe odgrywają w tym procesie, to ogromny krok naprzód w naszej dziedzinie, który przybliża nas także do skuteczniejszego leczenia urazów rdzenia kręgowego – zauważa Aguilar.
Zespół pracuje teraz nad selektywną manipulacją różnymi populacjami komórkowymi. Manipulacja ta mogłaby pomóc zapobiec rozwojowi powszechnych patologii, poprawiając w ten sposób funkcje sensomotoryczne i wspomagając powrót pacjenta do zdrowia.
