Strona główna

Archiwum z roku 2002

Spis treści numeru 3/2002

„Tydzień Mózgu” w Krakowie
Poprzedni Następny

Badania naukowe

W dniach 11-17 marca 2002, już po raz czwarty, odbył się w Krakowie „Tydzień Mózgu” – konferencja popularnonaukowa propagująca wiedzę o mózgu i zagadnienia związane z funkcjonowaniem układu nerwowego ludzi i zwierząt.

Elżbieta Pyza

Fot. Stefan Ciechan

Tegoroczny „Tydzień Mózgu” odbywał się pod hasłem Geny, mózg i zachowanie, a patronowały mu Polskie Towarzystwo Badań Układu Nerwowego (PTBUN), Polskie Towarzystwo Przyrodników im. Kopernika, Europejski Sojusz na rzecz Mózgu Fundacji Charlesa A. Dana oraz Uniwersytet Jagielloński.

„Tydzień Mózgu” w Krakowie był częścią ogólnoświatowej imprezy koordynowanej przez amerykańską organizację Dana Alliance for Brain Initiatives, a w Europie przez European Dana Alliance for the Brain, i odbywał się w tym samym czasie w wielu ośrodkach naukowych w Europie, Ameryce i Azji. Idea promowania neurobiologii, czyli nauki, której przedmiotem jest układ nerwowy zwierząt i człowieka, narodziła się w Stanach Zjednoczonych w 1996 w trakcie spotkania ponad 185 wybitnych neurobiologów, włącznie z siedmioma laureatami Nagrody Nobla, którzy założyli Dana Alliance for Brain Initiative. Organizacja ta postawiła sobie za cel szeroką edukację społeczeństwa, szerzenie wiedzy o mózgu w przystępny sposób i wykazanie, że intensywne badania mózgu i przeznaczenie większych środków finansowych na te badania przyniosą korzyści zarówno indywidualnym osobom, jak i całemu społeczeństwu. „Tydzień Mózgu”, początkowo organizowany tylko w Stanach Zjednoczonych, szybko stał się imprezą o zasięgu ogólnoświatowym, a ostatnio uczestniczy w niej ponad 780 ośrodków naukowych. W Europie „Tydzień Mózgu” odbywa się corocznie w ponad 24 krajach, w tym w kilku ośrodkach naukowych w Polsce.

ATAK ŁOWCZY I AFEKTYWNY

Mózg jest szczególnym narządem, zaangażowanym w każdy aspekt życia człowieka i zapewniającym maksymalne wykorzystanie potencjału życiowego. Badania mózgu odsłaniają kolejne jego tajemnice i umożliwiają znalezienie skutecznych metod naprawy uszkodzonego organu lub podtrzymywania jego sprawnego funkcjonowania do końca życia człowieka. Dzięki takim imprezom jak „Tydzień Mózgu” wypełnia się luka pomiędzy naukowcami badającymi mózg, zaburzenia jego funkcjonowania i choroby w laboratoriach i klinikach, a społeczeństwem. Ponadto, dzięki tej imprezie istnieje możliwość bezpośredniego, a także medialnego, przekazania społeczeństwu najnowszych osiągnięć w dziedzinie badań mózgu.

W czasie tegorocznej krakowskiej konferencji neurobiolodzy z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego w Warszawie, Instytutu Farmakologii PAN w Krakowie oraz z Uniwersytetu Jagiellońskiego wygłosili 7 wykładów. Wykłady te były bezpłatne i otwarte dla wszystkich zainteresowanych, a odbywały się w sali audytoryjnej Instytutu Chemii UJ. Tematyka wykładów była dość zróżnicowana. Wykład prof. Jerzego Vetulaniego z Instytutu Farmakologii PAN w Krakowie dotyczył agresji, zachowania niezbędnego do przeżycia, ale też niebezpiecznego w stanach patologicznych, jakim jest np. autoagresja prowadząca do samookaleczeń i aktów samobójczych. Prof. Vetulani stwierdził, że udane zachowanie agresywne skierowane na przedstawicieli tego samego gatunku umożliwia pełniejsze wykorzystanie zasobów środowiska, takich jak dostęp do pożywienia, wody, bezpiecznego schronienia, i często przybiera postać obrony własnego terytorium. Szczególnym przypadkiem zachowania agresywnego jest obrona potomstwa przez matki. Ogólnie można wyróżnić dwa odmienne typy agresji: atak łowczy (morderczy), występujący w zasadzie u zwierząt drapieżnych w stosunku do innych gatunków, mający na celu zdobycie pokarmu oraz atak afektywny (emocjonalny) stanowiący zachowanie obronne, i występujący zarówno u zwierząt drapieżnych, jak i ich potencjalnych ofiar. U człowieka atak łowczy występuje zazwyczaj w czasie zorganizowanych działań agresywnych (wojsko, policja, mafia). Badania przeprowadzone na kotach wykazały, że struktury mózgu, które wydają się pełnić zasadniczą rolę w wywołaniu ataku typu łowczego („zabijanie z zimną krwią”) to boczne podwzgórze, natomiast drażniąc przyśrodkowe podwzgórze lub substancję szarą okołowodociągową można wywołać atak emocjonalny. Agresja łowcza jest modulowana przez hipokamp, agresja afektywna – przez zespół jąder migdałowatych, w przegrodzie modulowane są oba typy agresji. Badania na ludziach, prowadzone technikami obrazowania mózgu, wydają się wskazywać, że agresywni zbrodniarze wykazują zmniejszoną aktywność obszarów kory czołowej, w odróżnieniu od przestępców seksualnych, u których raczej występują patologie w obszarze kory skroniowej.

ZABURZENIA I CHOROBY

Szczególne rodzaje zaburzeń funkcjonowania mózgu przedstawiła w swoim referacie prof. Anna Grabowska z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN w Warszawie. Zaburzenia te trudno wyjaśnić na podstawie wiedzy dotyczącej funkcji uszkodzonych struktur. Prof. Grabowska stwierdziła, że pacjenci nie wykazujący żadnych symptomów choroby psychicznej mogą twierdzić np., że ich sparaliżowana ręka porusza się lub traktować swego ojca jak osobę „podstawioną”, która jedynie wygląda jak ojciec, lecz nim nie jest. Zjawiska te dotykają szczególnie kontrowersyjnego w psychologii styku świadomości i nieświadomości. W wykładzie zostały przedstawione przykłady różnych zaburzeń, które można wyjaśnić dzięki tezie, że u osób z uszkodzonym mózgiem spostrzeganie rzeczywistości podlega tym samym mechanizmom, co u ludzi zdrowych. Opiera się ono nie tylko na świadomie odbieranych informacjach, ale również na tych, które pozostają nieuświadomione. Działanie mechanizmów mózgowych, zapewniających spójność informacji pochodzących z tych dwóch źródeł, może, paradoksalnie, prowadzić do zachowań pozostających w jawnej sprzeczności z realiami otaczającego świata.

Dwa następne wykłady traktowały o przyczynach chorób neurodegeneracyjnych, w tym o chorobie Parkinsona i Alzheimera. Prof. Lucyna Antkiewicz-Michaluk z Instytutu Farmakologii PAN w Krakowie mówiła o zmianach zachodzących w neuronach (komórkach) mózgu, szczególnie w komórkach istoty czarnej, które prowadzą do śmierci (apoptozy) tych komórek pod wpływem neurotoksyn, dostających się do mózgu ze środowiska zewnętrznego, jak i produkowanych w samym mózgu. Komórki istoty czarnej mózgu produkują dopaminę, jeden z najważniejszych neuroprzekaźników w mózgu, a na skutek ich obumierania zmniejsza się poziom dopaminy, co prowadzi do wystąpienia objawów choroby Parkinsona. Dodatkowo w chorobie Parkinsona uszkodzeniu ulega układ noradrenergiczny, w wyniku czego występują objawy depresji i otępienia. Podobne apoptotyczne zmiany w komórkach nerwowych są przyczyną innych chorób neurodegeneracyjnych i, jak wynikało z wykładu doc. Ireny Nalepy z Instytutu Farmakologii PAN w Krakowie, wiele tych zmian prowadzących do obumierania neuronów polega na gromadzeniu się w neuronach złogów różnego typu nieprawidłowych białek. Wraz ze starzeniem się mózgu ilość tych złogów zwiększa się, a z drugiej strony zmniejsza się plastyczność neuronów, co prowadzi do upośledzenia funkcji mózgu. Choroby neurodegeneracyjne powinno się więc traktować jako proces ogólnego zwyrodnienia mózgu, mający wspólne podłoże, którym jest agregacja zdegenerowanych białek.

CHRONOBIOLOGIA

Mózg jest także siedliskiem zegara biologicznego synchronizującego procesy życiowe w ciągu doby i w ciągu roku, a zegar biologiczny był przedmiotem wykładu doc. Elżbiety Pyzy z Instytutu Zoologii UJ. Człowiek, podobnie jak inne organizmy żyjące na Ziemi, poddawany jest zmianom wynikającym z ruchu obrotowego Ziemi – zmiany dnia i nocy oraz obiegu Ziemi wokół Słońca – zmiany pór roku. Zmiany te synchronizują nasze życie, wyznaczając m.in. naturalny okres spoczynku i aktywności, a także wpływając na większość procesów życiowych. Rytm snu i czuwania jest najbardziej widocznym przykładem procesu zsynchronizowanego z dobowymi zmianami dnia i nocy, i odbywa się w tzw. rytmie dobowym. Badania tego rytmu u człowieka i zwierząt wykazały, że rytm snu i czuwania utrzymuje się nawet, gdy nie znamy godziny doby i nie mamy kontaktu z czynnikami wskazującymi porę dnia, a więc w tzw. stałych warunkach środowiska. Fakt ten doprowadził chronobiologów do odkrycia wewnętrznego zegara, zwanego ogólnie zegarem biologicznym w organizmie ludzi i zwierząt, także u roślin, a nawet u prostych organizmów jednokomórkowych, jak sinice. Ten wewnętrzny zegar nie jest jednak precyzyjny i generuje rytmy o okresie nieco dłuższym lub nieco krótszym od 24 godz., czyli tzw. rytmy okołodobowe. Dopiero możliwość odbierania przez ten zegar informacji o porze doby, głównie poprzez rejestrację zmian natężenia światła w środowisku, synchronizuje wewnętrzny (endogenny) zegar biologiczny – „ustawia jego wskazówki”. Główną funkcją tego endogennego zegara jest przewidywanie zmian zachodzących cyklicznie w środowisku zewnętrznym i stopniowe przygotowywanie organizmu do mającego nastąpić okresu aktywności albo spoczynku. Ponadto, zegar biologiczny zapewnia wzajemną synchronizację wielu rytmicznych procesów fizjologicznych, biochemicznych itp. zachodzących w organizmie. Zarówno u człowieka, jak i u zwierząt nadrzędny zegar biologiczny zlokalizowany jest w mózgu, a cechy zegara wyznaczane są genetycznie. Badania ostatnich lat dowiodły, że geny odpowiedzialne za funkcjonowanie zegara biologicznego u różnych zwierząt i człowieka wykazują duże podobieństwo i kodują podobne białka.

Życie współczesnego człowieka znacznie różni się od życia naszych przodków i od warunków naturalnych, w jakich żyją zwierzęta. Jak więc funkcjonuje zegar biologiczny u współczesnego człowieka, czy uniezależniliśmy się od chodu wewnętrznego zegara? Najnowsze badania wykazują, że zaburzenia związane z funkcjonowaniem zegara biologicznego mogą być związane z występowaniem w coraz większym zakresie we współczesnym społeczeństwie chorób psychicznych, depresji. Do leczenia niektórych z tych schorzeń, np. depresji zimowej, stosuje się terapię świetlną – silne światło działające synchronizująco na zegar biologiczny. Zaburzenia zegara biologicznego pojawiają się także u zdrowych ludzi w wyniku szybkich zmian stref czasowych przy podróżowaniu samolotem (tzw. jet lag) oraz pracy zmianowej, co objawia się złym samopoczuciem i może prowadzić do rozwoju chorób, zwłaszcza naczyniowo-sercowych.
Zmiany natężenia światła w otoczeniu i inne bodźce wzrokowe odbierane są przez układ wzrokowy, a wzrok jest podstawowym zmysłem człowieka rejestrującym zmiany w środowisku zewnętrznym. Najmniej doceniany u człowieka jest układ węchowy, ale, jak wynikało w wykładu prof. Anny Marchlewskiej-Koj z Instytutu Nauk o Środowisku UJ, jest on niesłusznie marginalnie traktowany, gdyż układ węchowy zaangażowany jest w rozmaite procesy życiowe człowieka począwszy od momentu jego narodzenia. Prof. Marchlewska-Koj stwierdziła, że narząd węchu człowieka jest doskonale rozwinięty, a ponad tysiąc genów koduje syntezę białek receptorowych substancji zapachowych. Poza głównym układem węchowym, którego receptory znajdują się w jamie nosowej, stwierdzono istnienie dodatkowego układu węchowego, tzw. układu womeronasalnego. U większości kręgowców układ womeronasalny transmituje bodźce węchowe (feromony) związane z komunikacją pomiędzy zwierzętami, w przypadku człowieka nie wiadomo jeszcze, jaką pełni funkcję.

IBOGA Z AFRYKI

Ostatni wykład „Tygodnia Mózgu”, wygłoszony przez doc. Piotra Popika z Instytutu Farmakologii PAN w Krakowie, traktował o uzależnieniach od narkotyków i możliwości leczenia tych uzależnień. Taką szansą na leczenie uzależnień może być ibogaina, substancja wyizolowana z korzenia afrykańskiego krzewu Tabernanthe iboga. Wstępne badania wykazały, że podanie ibogainy znosi głód narkotyczny i hamuje objawy abstynencji w stosunku do wszystkich środków uzależniających. Badania tej substancji i jej zastosowanie do leczenia uzależnień nie zostały jeszcze jednak zakończone. Nie stwierdzono także, czy przyjmowanie ibogainy, która sama wywołuje halucynacje, jest całkowicie bezpieczne i nie wywołuje poważnych skutków ubocznych.
Tegoroczny „Tydzień Mózgu” cieszył się dużym zainteresowaniem i frekwencją oraz uzyskał pozytywną opinię uczestników konferencji, o czym świadczyły wypowiedzi słuchaczy wykładów, a organizatorów upewnił, że tego rodzaju imprezy popularyzujące naukę warto organizować.

Dr hab. Elżbieta Pyza, biolog, pracuje w Zakładzie Cytologii i Histologii Instytutu Zoologii Uniwersytetu Jagiellońskiego.

 

Komentarze