کشف سیگنالی جدید در مغز که تا به‌حال مشاهده نشده بود

متخصصان مغز و اعصاب با اندازه گیری فعالیت الکتریکی که در بخش‌هایی از بافتی که در طی عمل جراحی بر روی بیماران صرع انجام و تجزیه و تحلیل بر روی ساختار آنها با استفاده از میکروسکوپ فلورسنت صورت گرفت، دریافتند که سلول‌های جداگانه‌ای در قشر مخلوطی مغز هم از سدیم و هم از کلسیم برای آتش استفاده می‌کنند.  

این ترکیب از یون‌های دارای بار مثبت، موجی از ولتاژ را که قبلا دیده نشده بود به عنوان پتانسیل عمل دندریتیک به واسطه کلسیم شروع کرد.  

مغزها غالبا با رایانه مقایسه می‌شوند. هر دو آن‌ها از جریان الکتریکی برای انجام کارها استفاده می‌کنند. این جریان در کامپیوتر بسیار ساده بوده اما در نورون‌ها، سیگنال‌ها به صورت موجی از کانال‌ها باز و بسته می‌شوند که موجب تبادل ذرات سدیم، کلرید و پتاسیم می‌شوند. به این پالس از یون‌ها پتانسیل عمل گفته می‌شود. به جای ترانزیستور در کامپیوتر، نورون‌ها در انتهای شاخه‌هایی به نام دندریت‌ها، این پیام‌ها را به صورت شیمیایی مدیریت و هدایت می‌کنند.

به گفته متیو لارکوم، دندریت‌ها مرکز ادراک در مغز هستند. دندریت‌ها مانند چراغ قرمزهای سیستم عصبی هستند و اگر یک پتانسیل عمل به اندازه کافی بار داشته باشد می‌تواند به یک عصب دیگر برود و باعث بروز یک پاسخ شود.  

محققان با بررسی دقیق سلول‌های قشر مخلوطی (Cortex)، سلول‌ها را به وسیله‌ای به نام گیره پیچ سوماتو ریتیک وصل کردند تا بتوانند پتانسیل‌های فعال به بالا و پایین هر نورون ارسال کنند و سیگنال‌های آنها را ضبط کنند. به گفته لارکوم لحظه‌ای به نام Eureka وجود داشت که برای اولین پتانسیل عمل دندریتیک را مشاهده کردیم.  

مهمترین نتیجه این تحقیق هنگامی بود که محققان سلول‌ها را با مسدود کننده کانال‌های سدیمی به نام تترودوتوکسین پر کردند، اما باز هم سیگنال دریافت کردند. تنها زمانی که جلوی کلسیم را گرفتند سیگنال‌ها از بین رفتند.  

یافتن یک پتانسیل عمل با واسطه کلسیم به اندازه کافی جالب است. اما مدل سازی نحوه عملکرد این نوع جدید از سیگنال حساس در قشر مخلوطی غافلگیر کننده بود.  

با این حال تحقیقات بیشتری برای درک عملکرد پتانسیل عمل دندریتیک با واسطه کلسیم و رفتار آن در سرتاسر نورون‌ها نیاز است.