Carl Schoonover: Kako pogledati unutar mozga

Ovo je crtež mozga star tisuću godina. To je graf optičkog sustava. A neke stvari danas izgledaju veoma poznato. Dva oka na dnu, optički živac proizlazi iz pozadine. Tu je jako velik nos koji, čini se, nije povezan s ničim posebnim.

Ako to usporedimo sa suvremenijim prikazima optičkog sustava, vidjet ćete da su se stvari jako zakomplicirale kroz proteklih tisuću godina. A to je zato što danas možemo vidjeti što je unutar mozga, a ne samo gledati njegov cjelokupni oblik.

Zamislite da želite razumjeti kako kompjuter radi, a možete vidjeti samo tipkovnicu, miša i ekran. Zbilja ne biste imali sreće. Želite moći otvoriti ga, rastvoriti ga, razgledati ožičenje unutra. I sve do prije malo više od sto godina, nitko to nije mogao učiniti s mozgom. Nitko nije ni povirio u ožičenje mozga.

I zato, ako izvadite mozak iz lubanje i odrežete tanak režanj, stavite ga čak i pod veoma snažan mikroskop, ondje nema ničega. Siv je, bez oblika. Nema strukture. Neće vam ništa reći.

A to se sve promijenilo krajem 19. stoljeća. Odjednom, razvijene su nove kemijske mrlje za tkivo mozga i dale su nam prve poglede na ožičenje mozga. Kompjuter je rastvoren.

Ono što je zbilja pokrenulo modernu neuroznanost je bila mrlja nazvana "Golgijeva mrlja". A radi na jedan poseban način. Umjesto da umrlja sve stanice unutar tkiva, ona nekako umrlja samo oko 1% njih. Ona rasčišćava šumu, otkriva stabla unutar nje. Ako je sve već označeno, ništa se ne bi vidjelo. Ali nekako pokazuje što je ondje.

Španjolski neuroanatomist, Santiago Ramon y Cajal, koji se smatra ocem moderne neuroznanosti, primjenio je tu Golgijevu mrlju, koja donosi podatke koji ovako izgledaju, i zbilja nam dao moderan pojam živčane stanice, neurona. A ako razmišljate o mozgu kao o kompjuteru, ovo je tranzistor. I Cajal je ubrzo shvatio da neuroni ne rade sami, već stvaraju veze s drugima i tvore krugove baš kao kod kompjutera. Danas, sto godina kasnije, kada znanstvenici žele vizualizirati neurone, posvijetle ih iznutra, umjesto da ih potamne. A postoji nekoliko načina na koje se to napravi. Ali jedan od najpopularnijih uključuje zeleni fluorescentni protein. Zeleni fluorescentni protein, čudno je to ¸što dolazi od bioluminiscentne meduze, veoma je koristan. Ako možete dobiti gen za zeleni fluorescentni protein i dopremiti ga do stanice, ta stanica će svijetliti zeleno - ili bilo koju drugu od mnogih varijacija zelenog fluorescentnog proteina, možete dobiti stanicu koja svijetli u mnogo različitih boja.

Vratimo se na mozak. Ovo je iz genetički stvorenog miša nazvanog "Moždana duga". A tako se, naravno, zove zato što svi ovi neuroni svijetle u različitim bojama.

Ponekad neuroznanstvenici moraju identificirati pojedinačne molekularne sastavnice neurona, molekule, a ne cijele stanice. To se može napraviti na nekoliko načina, ali jedan od najpopularnijih uključuje korištenje antitijela. A vi ste, naravno, upoznati s antitijelima kao štitonošama imunosnog sustava. Ali ispada da su tako korisna imunosnom sustavu zato što mogu prepoznati određene molekule, kao, na primjer, protein s kodom virusa koji napada tijelo. I znanstvenici su iskoristili tu činjenicu kako bi prepoznali određene molekule unutar mozga, prepoznali određene podstrukture stanice i pojedinačno ih identificirali.

I mnoge od slika koje sam vam ovdje pokazao su jako lijepe, ali isto tako su i vrlo snažne. Imaju veliku snagu objašnjenja. Ovo je, na primjer, mrlja na antitijelima nasuprot prenosiocima serotonina u režnju miševog mozga.

A čuli ste za serotonin, naravno, u kontekstu bolesti kao što su depresija i tjeskoba. Čuli ste za SSRI lijekove, koji se koriste za liječenje tih bolesti. A kako bismo razumjeli kako serotonin djeluje, neophodno je razumjeti gdje se nalazi mehanizacija serotonina. Mrlje na antitijelima poput ove mogu se koristiti kako bi se razumjela ovakva pitanja.

Želio bih završiti sa sljedećom misli: Zeleni fluorescentni protein i antitijela oboje su od samoga početka posve prirodni proizvodi. Razvila ih je priroda kako bi meduza svijetlila zeleno iz tko zna kojeg razloga, ili da bi se otkrio protein s kodom virusa koji napada tijelo, na primjer. A tek mnogo kasnije su se na sceni pojavili znanstvenici i rekli: "Hej, ovo je alat, to su funkcije koje bismo mogli koristiti u vlastitoj istraživačkoj paleti alata." I umjesto da uposlimo nejake ljudske umove da osmisle ove alate iz ničega, postojala su ova gotova rješenja negdje u prirodi koje je milijunima godina neprestano razvijao i usavršavao najveći inžinjer od svih. Hvala. (Pljesak)