Redactia Saptamana Medicala
Creierul uman este foarte complex; se estimează pe baza unor studii stereologice că teleencefalul conţine aproximativ 20 bilioane de neuroni fie-care având în medie 7000 legături sinaptice.
Conform teoriei „rezervei strategice” elaborate la Harvard de către neuropsihologii William Sidis şi Boris Sidis în 1890 în mod normal oamenii folosesc doar un procent infim 6-10% din întregul potențial al creierului. Această teorie a fost susținută de însuși Albert Einstein care explică astfel succesele sale intelectuale (evident prin depăşirea procentului). Multe studii neurologice din secolele XIX şi XX au sprijinit indirect această teorie descoperind o discrepanţă între leziunile cerebrale extinse postmortem. Trebuie avut în vedere faptul că spre deosebire de ficat unde procentul de hepatocite care se pierde este direct proporțional cu evoluția clinică, în cazul creierului nu este atât de important procentul neuronilor distruşi cât localizarea leziunii. Cortexul cerebral conţine circa un trilion de sinapse pe centimetru cub, de unde s-ar putea emite ipoteza următoare: cu cât creierul este mai greu cu atât procentul creierului utilizat creşte în valoare absolută. Această teorie este combătută atât de statistică (creierul lui Albert Einstein cântarea 1230 grame pe când greutatea medie a creierelor este de circa 1360 grame) cât şi de studiile neurofiziologice: deși cîntărește doar 1 % din greutatea corpului uman consuma 20% din energia zilnică necesară funcționării normale.
Szenthagothai afirmă că fiecare neuron nu se poate interconecta decât cu maximum 6 alţi neuroni ceea ce ar reduce aria de activare. Dar conform teoriei lui Karinthy Frygies dezvoltat mai târziu în teorema celor „şase grade de separaţie” algoritmul optim de calculare a separării în structurile sociale afirmă că sunt suficiente 6 conexiuni ale fiecărui element ale unei structuri coerente cu alţi 6 membri pentru a fi posibile conexiunea cu oricare membru din structura respectivă. Astfel activarea unui neuron poate fi transmisă în cascadă la toţi neuronii din reţeaua corticală. Deosebirea față de structura teoretică de separare este că aceste conexiuni, respectiv sinapsele în cazul cortexului cerebral pot fi activatoare (cele mai multe) sau inhibitoare respectiv blocante.
Cercetatori de la Universitatea California din Los Angeles au monitorizat neuronii din amigdalele laterale (zona asociată cu învățarea și memoria) pentru a decela procentul de CREB (proteina receptoare pentru legarea CAMP). Studiile imagistice de imunofluorescenţa utilizand markeri ataşaţi la vectorii care blocau secreţia CREB au arătat ca numai 20% din neuronii amigdalei laterale erau afectaţi, de unde se trage concluzia că numai acest procent era folosit în procesul de învățare și memorizare.
Nivelul de Arc ARN este un marker molecular foarte bun al activității neuronale. ArcARn este transcris în nucleul neuronului şi este transportat apoi prin soma neuronului până la nivelul dendritelor: acest traseu putând fi vizualizat prin imunofluorescență indirectă. Dar repetarea experimentului deşi a returnat acelaşi procent de neuroni sensibili la agentul fluorescent, aceştia nu erau în aceleaşi zone ale amigdalei. Concluzia echipei de studiu a fost că există o competiție la nivelul neuronilor din amigdală laterală care urmează o curbă asemănătoare cu curba lui Gauss, comparată fiind cu rezultatele studenţilor de la examene „întodeauna un procent fix 20% iau notele maxime, dar nu sunt întodeauna aceeiaşi”. Aceste studii deschid noi direcţii teoretice în tentativele de terapie viitoare din boala Alzheimer prin modularea funcției CREB care să recruteze numai neuronii funcționali şi nu pe cei afectați de maladie.
În altă ordine de idei deși studiile clasice de la Universitatea Yale au demonstrat prin microscopie electronică faptul ca nu există formarea de noi neuroni, cercetători de la Princeton au injectat creierul macacilor cu o substanță fluorescenţă ce se încorporează în ADN-ul neuronal şi au descoperit generarea de noi neuroni în zonele periventriculare care apoi migrau spre cortex, se maturau şi trimiteau dendrite şi axoni pentru a forma noi conexiuni.
Conform Dr. Gross conducătorul echipei de cercetare de la Princeton se poate spune că deocamdată descoperirea lor ”ridică mai multe întrebări decât să aducă răspunsuri”.
Bibliografie selectivă:
David A. Drachmann Neurology June 28.2005, vol 64.no 12 2004 – 2005
Nicholas Wade New York Times Archive 2012
Taylor & Francis Atlas of Neuroanatomy 2006 LLC T. Scarabino, U. Salvolino Atlas of Morphology and Functional Anatomy of the Brain - Springer Verlag 2003
Nikhil Swaminathan, Scientific American, Mind & Brain 19 April 2007
