Neurony w mózgu komunikują się także bezprzewodowo

Od kiedy Santiago Ramón y Cajal i sir Charles Scott Sherrington na przełomie XIX i XX w. opisali budowę oraz funkcję neuronów i występujących między nimi połączeń (synaps), w podręcznikach do neurobiologii można było przeczytać, że komórki nerwowe tworzą sieci, w których sygnały przekazywane są jak po kablu – z jednego neuronu do kolejnych, bezpośrednio z nim połączonych. Jednak dziś wiemy już, że taki obraz układu nerwowego nie jest pełny, ponieważ neurony potrafią się komunikować nie tylko „po kablu”, ale również „bezprzewodowo” – za pomocą uwalnianych do otoczenia cząsteczek sygnalizacyjnych (tzw. neuropeptydów), które mogą zostać wychwycone przez dalej zlokalizowane neurony, z którymi dana komórka nie ma połączeń synaptycznych. O tym, że taka bezprzewodowa komunikacja ma znaczenie dla pracy układu nerwowego, przekonują dwa badania przeprowadzone na modelowym organizmie neuronauki – nicieniu C. elegans.

Neurobiolodzy wiedzieli już wcześniej o istnieniu neuropeptydów, nie zdawali sobie jednak sprawy, że mogą one tworzyć coś w rodzaju bezprzewodowej sieci w układzie nerwowym – przyznał w rozmowie „Nature” William R. Schafer, autor jednego ze wspomnianych badań. Schafer razem z zespołem przeanalizował, u których spośród 302 neuronów C. elegans dochodzi do ekspresji genów związanych z uwalnianiem neuropeptydów, a u których do ekspresji genów związanych z receptorami tych cząsteczek. Na tej podstawie badacze sporządzili mapę możliwych połączeń bezprzewodowych między neuronami, która różniła się od tradycyjnej mapy połączeń synaptycznych.

To, że neurony C. elegans faktycznie kontaktują się bezprzewodowo, potwierdziły badania kierowane przez Andrew Leifera. Jego zespół sprawdzał, w jaki sposób rozchodzi się sygnał od kolejnych neuronów nicienia, które jeden po drugim aktywowano za pomocą światła. Badacze obserwowali wzorce aktywacji rozchodzące się nie tylko jak „po kablu” – przypuszczali więc, że w grę wchodzą neuropeptydy. Aby to potwierdzić, wyhodowali nicienie pozbawione genów kodujących te cząsteczki, a wówczas „bezprzewodowe” aktywacje faktycznie zanikały.