חוקרים מיפו לראשונה רשתות תלת־ממדיות של תאי תמיכה במוח העכבר וגילו חיבורים ארוכי־טווח בין אזורים מרוחקים ובין שתי ההמיספרות
במשך שנים רבות עמדו הנוירונים במרכז חקר המוח, ואילו האסטרוציטים – תאי תמיכה דמויי כוכב הממלאים את המרווחים בין תאי העצב – נתפסו בעיקר ככוח עזר. כעת מציגים חוקרים ממצאים שמערערים את התמונה הזאת: האסטרוציטים במוח העכבר אינם פועלים רק באופן מקומי, אלא יוצרים רשתות רחבות היקף המחברות בין אזורים מרוחקים במוח, ואפילו בין שתי ההמיספרות.
המחקר, שפורסם ב־Nature, כלל בניית מפה תלת־ממדית שלמה של רשתות האסטרוציטים במוח – לדברי החוקרים, הראשונה מסוגה. מהמפה עולה כי האסטרוציטים מחוברים זה לזה באמצעות צמתי תקשורת זעירים, המכונים gap junctions, המאפשרים מעבר של מולקולות כגון סידן וגלוקוז בין תאים שכנים. אף שלכל אסטרוציט אין שלוחות ארוכות כמו אקסונים של נוירונים, שרשראות של תאים מחוברים מסוגלות ליצור "קווי תקשורת" המשתרעים למרחקים ניכרים במוח הקטן של העכבר.
המשמעות של הממצא כפולה. ראשית, הוא מראה שלצד רשתות הנוירונים המוכרות קיימת במוח גם מערכת תקשורת נוספת, סמויה יותר, המבוססת על תאי גליה. שנית, הוא מעלה את האפשרות שהאסטרוציטים אינם רק מנקים "פסולת" כימית ומספקים חומרי הזנה לנוירונים, אלא גם משתתפים בהעברת מידע, בתיאום מטבולי ואולי אף בעיצוב פעילות מוחית בקנה מידה רחב. אחד ממחברי המאמר תיאר את המערכת הזאת כ"מעין רכבת תחתית סודית" שפעלה במוח כל הזמן, אך עד כה לא ידענו על קיומה.
כדי לחשוף את הרשתות הללו, החוקרים הזריקו לאזורים מוגדרים במוחם של עכברים מערכת גנטית שאפשרה לאסטרוציטים "להחתים" מולקולות העוברות דרך צמתי הקישור ביניהם. כך התאפשר לעקוב בדיעבד אחר כל האסטרוציטים המחוברים לרשת שמקורה באזור מסוים. התוצאות הפתיעו את החוקרים: לצד רשתות קטנות ומקומיות בתוך אזור מוחי נתון, נמצאו גם חיבורים שחצו אזורים שונים, נמתחו למרחק של סנטימטרים, הגיעו עד גזע המוח ואף גישרו בין חצאי המוח.
המחקר הראה גם שרשתות האסטרוציטים אינן קבועות ונוקשות. כאשר החוקרים יצרו חסך חושי בעכברים באמצעות גזירת השפמים – מודל מקובל לחקר פלסטיות מוחית – הם מצאו שגם רשתות האסטרוציטים השתנו ונבנו מחדש. כלומר, בדומה לרשתות עצביות, גם מערכת האסטרוציטים מגיבה לשינויים בקלט החושי ומתארגנת מחדש. ממצא זה מחזק את ההשערה שלתאים הללו יש תפקיד פעיל בגמישות המוחית, ולא רק תפקיד תחזוקתי.
לא ברור התפקוד של כבישי האסטרוציטים
עדיין לא ברור מהי בדיוק הפונקציה של "כבישי האסטרוציטים" האלה. אחת ההשערות שהעלו החוקרים היא שהרשתות משמשות להעברת מטבוליטים מאזורים פחות פעילים לאזורים פעילים יותר, וכך מסייעות לאזן את צריכת האנרגיה במוח. חוקרים אחרים סבורים שהממצא פותח פתח להבנה רחבה יותר של האופן שבו אסטרוציטים "מקשיבים" לפעילות הנוירונים, מעבדים אותה ומשפיעים בחזרה על תאי העצב. אם אכן כך, ייתכן שהמוח פועל באמצעות שתי שכבות תקשורת משולבות: אחת עצבית, מהירה וחשמלית, ואחת גליאלית, כימית ומרחבית יותר.
לממצאים עשויות להיות השלכות גם על חקר מחלות נוירולוגיות ופסיכיאטריות. אם האסטרוציטים מחברים בין אזורים מרוחקים ומשתתפים בפלסטיות המוח, שיבוש ברשתות הללו עלול למלא תפקיד במחלות שבהן נפגעת תקשורת בין אזורי מוח. בשלב זה מדובר עדיין במחקר בסיסי בעכברים, והחוקרים מדגישים שנותרו הרבה יותר שאלות מתשובות. עם זאת, אחת החוקרות העריכה כי סביר שהעיקרון הכללי תקף גם בבעלי חיים אחרים, ובהם פרימטים.
בשורה התחתונה, המחקר הזה מזכיר שהמוח מורכב הרבה יותר מן התמונה הקלאסית של נוירונים בלבד. האסטרוציטים, שנחשבו במשך שנים ל"שחקני משנה", מתגלים כעת כחלק ממערכת תקשורת רחבת היקף, דינמית ומשתנה. אם הממצאים יאוששו גם במוחות מורכבים יותר, ייתכן שנצטרך לכתוב מחדש חלק מן ההבנה שלנו על ארגון המוח – ועל מי באמת משתתף בשיחה הפנימית שמתקיימת בו ללא הרף.
עוד בנושא באתר הידען:
