Danske forskere har fundet celler i hjernen, der får mus til at stoppe midt i en bevægelse - og starte igen præcis, hvor de slap. Måske kan ’knappen’ hjælpe Parkinson-patienter.
Prøv at se en jagthund for dig. Eller en kat.
Den har fået fært af noget og stopper midt i en bevægelse. Fuldstændigt som en film, der er sat på pause.
Få sekunder efter fortsætter bevægelsen præcis, hvor den slap. Som om der er trykket på play-knappen.
Det samme kan ske for os mennesker. Når vi virkelig skal koncentrere os, kan vi også sætte al bevægelse på pause.
Nu har forskere gjort en opdagelse, som bidrager til at forstå, hvad der egentlig sker i hjernen, når vi stopper op midt i en bevægelse.
I museforsøg er en særlig gruppe af nerveceller i hjernen på spil.
»Når vi stimulerede disse nerveceller, var det som at trykke på pauseknappen. Al bevægelse stoppede. Så snart vi holdt op med at stimulere dem, startede bevægelsen præcis dér, hvor den holdt op,« fortæller professor Ole Kiehn, der er førsteforfatter til studiet, som er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nature Neuroscience.
Kan måske øge vores forståelse af Parkinson
Det i Ole Kiehns laboratorie på Institut for Neurovidenskab ved Københavns Universitet, at forskerne har fundet frem til den mulige neurofysiologi bag det, som forskerne har døbt en ’pause/play-funktion’.
En opdagelse, som ikke kun er af generel neurobiologisk interesse, lyder det fra professor i eksperimentel neurobiologi Morten Meyer:
»Potentielt kan opdagelsen bidrage til forståelsen af Parkinsons sygdom, som netop er kendetegnet ved blandt andet bevægeforstyrrelser som pludselig frysning under gang,« siger professoren fra Syddansk Universitet, der forsker i Parkinsons sygdom og ikke har været involveret i det nye studie.
Det er alt for tidligt at konkludere noget ud fra forskernes museforsøg, men hvis pause/play-mekanismen er på spil hos mennesker med Parkinsons sygdom, kan mere forsking i fænomenet muligvis en dag bringe os tættere på en behandling. Mere om det senere i artiklen.
Tænder ved lysglimt
Pause/play-knappen har forskerne fundet ved at studere mus.
Forskerne har brugt metoden optogenetik, hvor de genmodificerer udvalgte hjerneceller i musene for at gøre dem følsomme over for lys. Derved kan forskerne stimulere nervecellerne med lysglimt og på den måde se, hvilken motorisk funktion lige præcis de nerveceller har.
Her fandt de altså, at en gruppe af nerveceller dybt inde i musenes hjerne stoppede al motorisk aktivitet, når de blev stimuleret af lyset. Ikke bare gangbevægelser, men også åndedrættet og hjerterytmen blev meget langsommere.
Når forskerne stoppede med at stimulere nervecellerne med lyset, tog bevægelsen fat igen, hvor den var ophørt.
Et unikt fænomen, fordi andre former for bevægelsesstop, som forskere har studeret, begynder med et nyt mønster, når bevægelsen genaktiveres.
Selvom forsøgene er foretaget på mus, forestiller forskerne sig, at pause/play-nervecellerne er et almindeligt fænomen hos pattedyr, som formentlig også findes hos mennesker.
Samme område i hjernen påvirker andre sygdomme
Menneskets bevægelser - og hvad der styrer dem - er et område, som interesserer hjerneforskere, fordi bevægevanskeligheder forbindes med en række neurologiske sygdomme.
Professor Ole Kiehn har tidligere modtaget verdens største hjerneforskningspris, The Brain Prize, for at revolutionere forståelsen af, hvordan vi og andre pattedyr styrer vores bevægelser.
Håbet er, at den nye viden om pause/play-cellerne i hjernen på sigt kan komme Parkinson-patienter til gode. Det er nemlig et klassisk symptom, at patienternes gang pludselig ’fryser’.
»Måske skyldes det, at der bliver trykket på ’pauseknappen’,« lyder det fra Ole Kiehn, der forklarer, at det kan skyldes en form for overaktivitet i netop de nerveceller i hjernen hos Parkinson-patienter, som styrer pause/play-funktionen.
Professor og Parkinson-forsker Morten Meyer ser samme perspektiv i forskningen. Vi ved nemlig ikke, hvad der sker i hjernen, når Parkinson-patienters gang fryser.
»Det kan det her studie måske bidrage til at forklare,« siger han.
»Faktisk ved man, at det her område i hjernen er i spil ved flere hjernesygdomme, hvor Parkinson bare er én af dem,« siger han og peger på Multipel System Atrofi (MSA) og Progressiv Supranucleær Parese (PSP), som begge er sygdomme, der forveksles med Parkinson på grund af lignende bevægeforstyrrelser.
Næste fase i forskningen er i gang
Mens opdagelsen af pause/play-knappen nok hjælper på forståelsen af Parkinson og andre hjernesygdomme, kommer den ikke til at helbrede lidelserne.
Parkinson skyldes tab af nerveceller i hjernen, som producerer signalstoffet dopamin. Opdagelsen af pause/play-knappen kan måske bruges til at mildne en af sygdommens symptomer.
Allerede i dag bruger man såkaldt dyb hjernestimulation for at lindre symptomerne for de rystelser, der plager Parkinson-patienter. Men med blandet succes. For eksempel har dyb hjernestimulation vist sig effektivt i forhold til at dæmpe rystelser, men ikke ved gangstop.
»Derfor er det nye studie en vigtig brik i at opnå en biologisk forståelse af de hjerneområder, der er i spil,« siger professor Morten Meyer.
I princippet kan man ifølge professor Ole Kiehn allerede i dag begynde at stimulere pause/play-knappen i Parkinson-patienters hjerner, netop fordi hjerne-stimuli allerede anvendes hos mennesker.
Men man skal først sikre sig, at der vitterlig er en sammenhæng mellem pause/play-cellerne og Parkinson-patienters gangstop.
Derfor er forskningsgruppen bag det nye studie gået i gang med at studere musemodeller, som imiterer Parkinsons sygdom.
»Vi håber, at det giver evidens for, at det giver mening at foreslå pause/play-cellerne i forhold til Parkinson-behandling,« lyder det fra professor Ole Kiehn.
\ 'Pause' skyldes ikke frygt
Det er nærliggende at tro, at pause-funktionen, som beskrives i det nye studie, aktiveres af frygt. For de fleste af os kender til fænomenet, hvor man ’fryser’, hvis man bliver bange.
Men sådan forholder det sig ikke her ifølge forskerne bag studiet.
De har nemlig sammenlignet den motoriske aktivitet, som svarer til frysning ved frygt, med pausen, som beskrives i studiet, og der er ikke tale om samme mekanisme.
’Mønstrene’ i hjernen ser helt forskellige ud ved de to former for frysning på stedet.
Derimod tror forskerne, at pause-fænomenet har noget at gøre med en øget opmærksomhed, som opstår i visse situationer.
Forskerne kalder det også en slags hyperfokusering. Du kender den fra, at nogen pludselig råber dit navn, eller du blændes af et pludseligt lysglimt. Det gør dig så opmærksom, at du ’låser’ i dine bevægelser.
»Vi tror, at pause-funktionen aktiveres af noget, der sker i dine omgivelser og som trigger dét sted i hjernen,« siger professor Ole Kiehn.
Han understreger dog samtidig, at det ikke er noget, som det aktuelle studie direkte har vist, men at forskerne nu undersøger det nærmere.
