Overraskende studie: Skal hjernen tænkes helt om?

Hjerneforskere har tidligere troet, at svaret på, hvordan hjernen skaber vores mentale funktioner – såsom bevidsthed, tanker og følelser – alene lå i nervecellerne, neuronerne.

Neuronernes elektriske signaler var nemlig de eneste, der var hurtige nok til at kunne være den skabende årsag til vores mentale aktivitet – troede man.

Nu viser en ny dansk undersøgelse, udgivet i det videnskabelige tidsskrift Proceedings of the National Academy of Sciences, at astrocytterne, der også findes i hjernen, har en så hurtig respons, at de kommer op på siden af neuronerne (se faktaboks). De kan derfor også være årsag til, at vi kan føle og tænke.

»Vores undersøgelse peger på, at man ikke længere kan studere, hvordan hjernen skaber mentale funktioner uden at tage astrocytterne med i beregningerne,« siger Barbara Lykke Lind, postdoc på Institut for Neurovidenskab og Farmakologi ved Københavns Universitet. Hun fortsætter:

»Man kan blive fristet til at sige, at resultatet åbner døren for en bedre forståelse af, hvordan hjernen hænger sammen og hvordan mentale fænomener som følelser opstår.«

Barbara Lykke Lind var den primære forsker bag undersøgelsen.

Hjerneforskningen skal sadle om

Det har været den gængse opfattelse blandt hjerneforskere, at alle andre celletyper i hjernen end neuroner er for langsomme i deres kommunikation til at kunne gøre andet end give næringsstoffer til neuronerne. Men Barbara Lykke Linds forskning peger altså på, at det forholder sig anderledes.

»Man har troet, at astrocytter først reagerede efter mange signaler mellem nervecellerne. En reaktion, der svarer til flere sekunder. Det er for langsomt til at kunne spille nogen direkte rolle i skabelsen af mentale fænomener,« siger hun.

I undersøgelsen viser Barbara Lykke Lind og hendes kollegaer, at astrocytceller i musehjerner ophober en elektrisk ladet calcium-ion, i næsten samme øjeblik som en neuron signalerer til en anden neuron.

»Det går så hurtigt, at cellerne responderer med den hastighed, man mener, der skal til, for at de kan spille en direkte rolle i skabelsen af mentale fænomener.«

Astrocytter har mere komplekse forbindelser

Astrocytter har endda langt mere komplekse forbindelser til hinanden end neuronerne.

»Nogle forskere overvejer, om astrocytternes komplekse forbindelser kunne forklare nogle af de mentale fænomener, man har svært ved at forklare som for eksempel følelser og tanker. Men også nogle af de sygdomme, vi har haft svært ved at helbrede,« siger Barbara Lykke Lind.

I den danske undersøgelse kigger forskerne på hjernebarken. Det er der, den højere kognition finder sted. Men anden forskning peger på, at astrocytternes hurtige reaktioner også finder sted i lillehjernen og hippocampus, der har med hukommelsen at gøre.

»Der lader altså til at tegne sig et billede af, at astrocytter generelt kan svare hurtigt og muligvis være direkte involveret i vores mentale funktioner,« siger Barbara Lykke Lind.

Forskere har været faste i troen

Det er stærkt rodfæstet i forskningskulturen, at astrocytter ikke spiller en større rolle i hjernens signalering.

»Der er en del arbejde i at overbevise andre forskere om, at denne forskning også er god nok, og at astrocytter rent faktisk kunne være en langt større komponent i hjernens funktion end tidligere troet,« siger Barbara Lykke Lind.

Nogle forskere overvejer, om astrocytternes komplekse forbindelser kunne forklare nogle af de mentale fænomener, man har svært ved at forklare som eksempel følelser og tanker. Men også nogle af de sygdomme, vi har haft svært ved at helbrede som eksempel

Barbara Lykke Lind, Postdoc.

Der har været et så stærkt dogme blandt hjerneforskere, at astrocytter svarer langsomt, at når forskere har observeret den hurtige respons fra astrocytterne, så har de troet, at det var støj i målingerne.

»Dogmet omkring astrocytters svarhastighed har simpelthen været sådan, at forskere ikke har tvivlet på det, selvom deres data viste noget andet. Jeg har endda snakket med forskere, der har fraregnet data skabt af astrocytterne, fordi de troede, at det var støj.«

Resultatet åbner for en ny forskningsskat

Selvom den danske forskning viser, at astrocytterne reagerer hurtigere end tidligere antaget, så mangler der stadig en del forskning på området.

»Det er for tidligt at sige endnu, om astrocytter rent faktisk også spiller en direkte rolle i mentale fænomener, men resultatet her åbner i hvert fald en dør for, at det er meget muligt,« siger Barbara Lykke Lind.

Det er Helle Waagepetersen enig i efter at have kigget på undersøgelsen. Hun er professor på Institut for Lægemiddeldesign og Farmakologi på Københavns Universitet og forsker selv i hjernens signaleringer.

»Der er ingen tvivl om, at det her åbner for en skat, som vi ikke rigtig har gravet efter, og som kan have stor betydning for vores forståelse af mentale fænomener og sygdomme i hjernen,« siger Helle Waagepetersen.

Nye metoder kan bane vejen

Den danske undersøgelse viser, at astrocytten reagerer lynhurtigt på et signal fra en neuron.

»Hvordan, signalet kommer til astrocytten fra neuronen, er dog stadig uvist, så det er det næste, der skal undersøges,« siger Helle Waagepetersen og fortsætter:

»Det er ofte teknikkerne og redskaberne, der begrænser, hvad vi ved. Så vi skal også sørge for at bruge metoderne, vi har til rådighed, klogt og samtidig udvikle nye metoder, der i højere grad er fremstillet til at studere astrocytternes hurtige signaleringer.«