Activitatea genelor este parte integrantă din operarea creierului

Nu e cine ştie ce ştire faptul că în creierul nostru îşi au sediul atât gândurile, cât şi emoţiile. Creierul ia deciziile şi coordonează acţiunile organismului. Creierul adaptează acţiunile organismului în funcţie de mediul înconjurător, recepţionând informaţii externe şi reacţionând în consecinţă.  Pentru multă vreme am explicat funcţionarea creierului strict prin celulele sale specializate – neuronii, care constituie hardware-ul creierului.

Dar ştiinţa genomicii arată că, la un nivel mai profund, emoţiile şi comportamentul sunt, de asemenea, modelate de un al doilea strat de organizare a creierului, unul pentru care abia recent am creat instrumentele necesare pentru a-l investiga. Acest al doilea strat se bazează pe gene.

Suntem încă la început în ce priveşte înţelegerea modului în care genele şi neuronii lucrează împreună, ca hardware-ul şi software-ul, pentru a face funcţionarea creierului posibilă.

Dacă vom dezvălui cum acest sistem format din două straturi funcţionează, în detaliu, vom putea dezvălui cum mediul afectează comportamentul şi cum să acţionăm pentru a îmbunătăţi sănătatea mentală.

Este timpul pentru a recunoaşte că activitatea genelor nu este una de fundal, ci parte integrantă din operarea creierului.

Neuronii în scaunul şoferului

Complexitatea uluitoare a creierului uman a fost dezvăluită în secolul al XIX-lea, când doi anatomişti, Camillo Golgi, Italia, şi Santiago Ramón y Cajal, Spania, au inventat tehnici de evidenţiere a ţesutului cerebral, relevând astfel reţeaua celulelor cerebrale.

Ştim astăzi că aproximativ 100 de miliarde de neuroni sunt conectaţi în creierul uman pentru a forma un circuit complex ce funcţionează pe bază de semnale electrice şi substanţe chimice pentru a crea amintiri şi a coordona comportamentul. Această structură fizică reprezintă hardware-ul sistemului nostru de control neuronal – care este maleabil, reconfigurabil în funcţie de experienţele trăite.

De-a lungul secolului al XX-lea cercetătorii au analizat zaharurile, lipidele, proteinele şi alte molecule care clădesc, ajută în funcţionare şi repară creierul. Aceste molecule par să joace un rol de sprijin pentru neuroni, care controlează, în fapt, comportamentul.

Intrarea în scenă a genelor

                Genomica examinează întregul set de informaţii genetice conţinute de celule, activitatea genelor şi interacţiunile dintre acestea.

Genomica secolului al XXI-lea a „livrat” o surpriză cu privire la funcţionarea creierului. Aceasta a dezvăluit că genele creierului sunt mult mai implicate în reglarea comportamentului decât ne-am imaginat anterior.

Genele dirijează producţia moleculelor creierului mai sus menţionate prin intermediari constituiţi din ARN (acid ribonucleic). Moleculele ARN transmit instrucțiuni celulei despre când şi cum să producă proteine necesare pentru funcţionare. Tehnologiile create în ultimii 20 de ani le-au permis cercetătorilor să monitorizeze efectele ARN la nivelul celulelor cu o mai mare precizie. Aceste studii au dezvăluit o relaţie surprinzătoare între comportament şi activitatea genelor la nivelul creierului.

Una dintre primele informaţii privind relaţia apropiată dintre comportament şi gene a venit dintr-o sursă improbabilă: creierul unei albine. Albinele, ca oamenii, trăiesc în comunităţi complexe şi sunt influenţate de ce fac alţi membrii ai comunităţii.

În laboratorul meu s-a descoperit că modificările comportamentale au la origine activitatea modificată a mii de gene din creierul albinelor. În anumite cazuri relaţia dintre comportament şi activitatea genelor este atât de clară, că un program de computer o poate prezice cu precizie (pornind de la modelul activităţii genelor se ajunge la prezicerea comportamentului). S-a dovedit că răspunsuri genomice similare există şi la alte specii, inclusiv la oameni. Această descoperire consolidează ideea conform căreia genele neuronilor reprezintă o forţă fundamentală care generează comportamentul.

Această descoperire a fost surprinzătoare, pentru că se cunoaşte că neuronii modifică modul în care comunică între ei pentru a genera modificări ale comportamentului prin intermediul unor mecanisme care nu necesită modificări imediate ale activităţii genelor. Deşi ştim că moleculele creierului trebuie să fie produse în mod continuu pentru a permite circuitelor neuronale să se reconfigureze, ca rezultat al trecerii timpului şi acumulării de experienţă, neurocercetătorii nu au anticipat faptul că relaţia dintre activitatea genelor şi comportament este atât de strâns corelată.  Articolul continua pe: Scientia

Facebook Comments