Tutkija osoittaa normaalia rotan aivoja. Niiden vieressä näkyvät koerotan 222 aivot, joissa ei juuri erotu aivokudosta. Kuva: Ruby Wallau/Northeastern University
Tutkija osoittaa normaalia rotan aivoja. Niiden vieressä näkyvät koerotan 222 aivot, joissa ei juuri erotu aivokudosta. Kuva: Ruby Wallau/Northeastern University

Kalloon kertynyt neste oli tuhonnut rotan aivokudoksen lähes kokonaan. Silti eläin eli varsin vanhaksi.

Sen piti olla rutiininomainen tutkimus rottien ikääntymisestä. Bostonissa sijaitsevan Northeastern -yliopiston psykologian professori Craig Ferris oli tilannut kasvattamosta ryhmän kaksivuotiaita rottia, joiden elämää ja ikääntymisen aiheuttamia hermoston muutoksia seurattaisiin laboratoriossa.

Tutkimus sai uuden suunnan, kun ryhmä otti alustavat aivo­kuvat koe-eläimistä.

”Havaitsin tietokoneen ruudulta, että tässähän on rotta, jolla ei ole aivoja ollenkaan”, Ferris kertoo yliopiston tiedotteessa.

Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Rotta R222 oli elänyt kaksi vuotta, vaikkei sillä ollut juuri lainkaan normaalia, toimivaa aivokudosta. Kaksivuotias rotta on jo vanha, ihmisen vuosiin suhteutettuna 70-vuotias.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Syynä aivottomuuteen oli hydrokefalia eli vesipää. Ilmeisesti jo poikasena R222:n aivoihin oli kertynyt nestettä, joka oli hiljalleen tuhonnut aivokudosta ja puristanut jäljelle jääneet osat aivoista litteiksi kallon pohjalle.

Häkellyttävää oli, ettei rotta tästä huolimatta poikennut mitenkään muista koe-eläimistä. Se söi, joi, leikki ja nukkui täysin normaalisti. Aivojen massiiviset vauriot eivät näkyneet rotan käytöksessä ollenkaan.

Ryhmä laati R222:n erikoisesta tapauksesta erillisen tutkimusartikkelin, joka ilmestyi hiljattain Scientific Reports -tiedelehdessä.

Rotan aivoista täysin ennallaan olivat vain pikkuaivot, aivorunko ja eräät hajuaistimuksiin liittyvät alueet. Muut osat puuttuivat kokonaan tai olivat pusertuneet melkein tunnistamattomiksi. Muistille tärkeää hippokampusta tutkijat eivät nähneet kuvissa aluksi ollenkaan.

Kemikaalien jäljittäminen paljasti lopulta, että rotalla kyllä oli hippokampus, mutta se oli vain pieni möykky aivan oudossa paikassa. Kallo oli suurimmaksi osaksi täynnä nestettä. Aivot olivat käytännössä litistyneet aivorungon päälle, Ferris kuvaa.

Psykologille tässä oli mielenkiintoinen tutkimuskohde: mikä on minimimäärä aivokudosta, jolla eläin voi toimia normaalisti? Rotan aivoissa hajuaistiin liittyvät alueet olivat pitkälti normaalit, ja rotta saa eniten tietoa maailmasta juuri kuonollaan.

Silmämääräisesti rotta käyttäytyi kuten lajitoverinsa. Tarkempi tutkimus paljasti, että se oli toiminnallisesti normaali. R222 pantiin muistitesteihin ja se sai pähkäillä tiensä ulos labyrintistä. Sen motoriikkaa testattiin juoksurullalla. Tutkijat myös seurasivat, miten eläin sopeutui uusiin paikkoihin.

R222 selvitti kaikki testit normaalin rotan tavoin. Vain uudessa ympäristössä sen käytös poikkesi muista rotista. Kun rotat yleensä tutkivat uutta paikkaa uteliaasti, R222 jähmettyi.

Tämäkin saattoi johtua siitä, että eläin oli stressaantunut. Jännittyneet rotat käyttäytyvät usein näin, tutkijat kirjoittavat.

Tuntoa, näköä ja kuuloaistimuksia käsittelevät alueet olivat R222:n aivoissa joko pahoin surkastuneet tai puuttuivat. Silti eläin näki ja reagoi ääniin kuten tavalliset rotat.

”Aivokuoren merkitykseen on keskitytty valtavasti, mutta sitten on näitä tapauksia, joissa aivokuorta ei ole liki lainkaan, eikä se näy vaikuttavan paljon mihinkään”, Ferris sanoo.

R222:lla oli vesipäisyyttä pian syntymänsä jälkeen. Tällöin kehittyvät aivot pystyivät sopeutumaan vaurioihin.

Vastaavia tapauksia tunnetaan ihmisillä. Aivot voivat tehdä uusia kytkentöjä, vaikka kalloon kertyvä neste tuhoaisi suuren osan normaalista kudoksesta. Harvinaista se toki on.

Vuonna 1980 Science-tiedelehdessä kerrottiin Sheffieldin yli­opistossa opiskelleesta nuoresta miehestä. Hän oli koulunsa kärkeä matematiikassa ja sosiaalisilta taidoiltaan normaali. Nuorukaisen älykkyysosamäärä oli 126 eli keskivertoa korkeampi. Silti hänellä ei ollut aivoja perinteisessä mielessä.

”Aivokuvista näkyy, että kun aivokuoren alapuolella pitäisi olla 4,5 sentin paksuudelta kudosta, siellä on vain millimetrin kerros. Hänen kallonsa on pääosin täynnä nestettä” kirjoitti neurologian professori John Lorber.

Kuuluisa on ranskalaismies, joka hakeutui 44-vuotiaana lääkärin vastaanotolle huomattuaan toisen jalkansa menevän välillä veltoksi. Ilmeni, ettei miehen päässä niin ikään ollut juuri muuta kuin nestettä.

Miehellä oli lapsena diagnosoitu vesipää. Sitä oli hoidettu imemällä nestettä, mutta imulaite oli poistettu teini-iässä. Miehen älykkyysosamäärä oli varsin alhainen, mutta hänellä oli kaksi lasta ja työpaikka.

Ääritapauksissa ihmiseltä voidaan poistaa toinen aivopuolisko, ja hän voi silti kasvaa verrattain normaaliksi aikuiseksi.

Hermoyhteyksien katkaisuja ja jopa kokonaisen aivopuoliskon poistoja tehdään viimeisenä keinona erittäin vaikean epilepsian tai muun aivosairauden hoitamiseksi, jos muut keinot eivät auta. Tällaisesta kirjoitti Cell-tiedelehti.

Kun leikkaus tehdään lapsena, aivot pystyvät verkottumaan uudestaan, vaikka niistä puuttuisi puolet. Aikuiselle tällaista operaatiota ei voi tehdä.

Minijehova
Seuraa 
Viestejä18355

We Have The Best Evidence Yet That Psychedelic Drugs Can Repair Broken Neural Networks

DAVID NIELD

14 JUN 2018

Could psychedelic drugs one day play a part in the treatment of mental health conditions? The idea is getting less and less far-fetched, after scientists successfully used drugs including MDMA and LSD to repair neurons in animal tests and cultured cells.

In small microdoses tested on rats, flies, and zebrafish, the substances sparked new growth in neurites, the bridges between neurons that enable internal communications.

With previous research suggesting that neurites in the prefrontal cortex can retract and shrivel when conditions like depression take hold, being able to reverse the process could open up a crucial new avenue for finding effective treatments.

"These are some of the most powerful compounds known to affect brain function," says senior researcher David E. Olson, from the University of California, Davis. "It's very obvious to me that we should understand how they work."

While the results varied across tests, across the study as a whole the psychedelics were shown to increase the number of dendrites, or branches between cells, as well as increasing the density of dendritic spines and synapses. These structures all play important roles in the brain's communication channels.

Even better, in some cases the 'rewiring' of the brain lasted longer than the effects of the drugs would normally be expected to.

The effects of drugs and one control (VEH) on neurons. (Ly et al., CC BY-ND) (kuva1)

"People have long assumed that psychedelics are capable of altering neuronal structure, but this is the first study that clearly and unambiguously supports that hypothesis," says Olson.

Another unknown is how psychedelic drugs like these might work on older brains.

"Our work demonstrates that there are a number of distinct chemical scaffolds capable of promoting plasticity like ketamine," says Olson, adding that this could help us develop safe and effective alternatives.

The research has been published in Cell Reports.

https://www.sciencealert.com/psychedelic-drugs-mdma-lsd-repair-broken-ne...

Ei ollut yllätys että aivojen plastisuuteen vaikuttavia molekyylejä tutkitaan juuri tuossa mielessä.

Valitettavasti yli 50 vuotta tutkimusaikaa menetettiin typerien sotien vuoksi, mutta onneksi uudet tuulet puhaltavat.

MJ

Sisältö jatkuu mainoksen alla