Miegančiose smegenyse – stulbinami atradimai

Miegančiose smegenyse – stulbinami atradimai

 

Neuromokslininkė Laura Bojarskaitė jau penkerius metus Oslo universitete tiria galvos smegenis. Įdomiausia tai, kad jos tyrimų objektas yra saldžiai miegantis.

„Aš tiriu procesus, kurie vyksta mūsų smegenyse miego metu.  Atlieku vadinamuosius fundamentinius, bazinius medicininius tyrimus. Tai reiškia, jog tyrinėju dar neatrastas teritorijas – bandau išsiaiškinti kaip veikia dar neišnarplioti procesai, suprasti, kokie jų veikimo mechanizmai, kas tai reguliuoja, kodėl tai vyksta“, – aiškina L. Bojarskaitė.

Žvelgti tiesiai į žmogaus smegenis Laurai nereikia. Sudėtinguose tyrimuose jai talkina ne kas kitas, o protingosios laboratorinės pelytės, kurios genetiškai, biologiškai ir charakteristiškai yra gana panašios į žmones. Su šiomis mažylėmis neuromokslininkė atlieka įvairias mikroneurochirurgines procedūras, kad galėtų pamatyti jų smegenis, ištirti įvairių ląstelių veiklą ir pažvelgti, kas vyksta joms miegant.

Viena iš L. Bojarskaitės atliekamų procedūrų yra vadinamojo lango į smegenis operacija. Per ją pašalinama nedidelė dalis kaukolės ir vietoj jos įstatomas stikliukas, kad būtų įmanoma pasižiūrėti tiesiai į smegenis, o priartinus su mikroskopu jau galima matyti ir įvairias smegenų ląsteles, tirti jų veiklą, aktyvumą, signalų siuntimą, informacijos perdavimą.

L. Bojarskaitė juokiasi daugiausia laiko per savo penkerių metų doktorantūrą praleidusi tamsiame mikroskopo kambariuke, dienų dienas žiūrėdama miegančioms pelėms į smegenis ir bandydama suprasti ten tūnančias paslaptis.

„Prakalbino“ ląsteles

„Didžioji dauguma informacijos, plūstančios į mūsų smegenis, nėra sąmoningai registruojama, nes kitaip iš esmės turbūt išprotėtume nuo informacijos kiekio ir srauto“, – sako L. Bojarskaitė.

L. Bojarskaitės tyrimo objektas labai specifinis – tai vieno tipo smegenų ląstelės, vadinamos astrocitais. Mūsų smegenis sudaro keleto tipų ląstelės – visiems gerai žinomi neuronai ir kito tipo ląstelės, bendrai vadinamos glijos ląstelėmis.

Žmogaus smegenyse yra trys pagrindiniai glijos tipai: oligodendrocitai izoliuoja nervus riebaline medžiaga mielinu, kad elektriniai signalai sklistų pakankamai greitai, mikroglija – smegenų imuninės ląstelės ir astrocitai, kurie tarytum smegenų ūkvedžiai rūpinasi tinkama jonų, druskų, signalinių ir kitokių medžiagų koncentracija aplink smegenų ląsteles, tinkamu pH, vandens kiekiu. Trumpai tariant, jie atsakingi už tai, kad aplinka smegenyse visiems būtų optimali.

Glijos ląstelės labai ilgą laiką buvo ignoruotos neuromokslų srityje dėl dviejų priežasčių. Pirma, glijos ląstelės „kalbasi“, t. y. siunčia informacinius signalus, kitokia kalba nei visiems geri žinomi neuronai, kurie „kalbasi“ elektriniais signalais. Ilgą laiką mokslininkai glijos ląstelių tiesiog negirdėjo ir nesuprato, nes neturėjo mokslinių metodų jas išgirsti, pamatuoti jų pokalbius. Neuronų pokalbius lengvai galime išgirsti naudodami vadinamuosius elektrodus, kurie tiksliai matuoja elektrinius signalus. O kadangi mokslininkai negirdėjo ir nesuprato glijos ląstelių, jie manė, kad nieko ypatingo jos ir neturi pasakyti. Manyta, kad glijos ląstelės yra pasyvios, tai tiesiog savotiški klijai palaikyti smegenų struktūrai.

„Tačiau kai pagaliau atsirado būdai ir technologijos išgirsti glijos ląsteles, pasirodė, kad oho, kiek jos turi pasakyti! Dabar tikima, jog mano mylimiausieji astrocitai gali netgi paveikti neuronų siunčiamus signalus!“ – sudėtingus procesus, vykstančius smegenyse, aiškina neuromokslininkė.

„Išsiplauna“ miegodamos

L. Bojarskaitė užsimojo išsiaiškinti, ką minėtieji astrocitai veikia smegenyse, kai jos miega. Pasak Lauros, astrocitai smegenyse formuoja anatominius kelius – unikalius tunelius, kuriais teka specialus smegenų skystis, vadinamas cerebrospinaliniu skysčiu. Jis miego metu tiesiogine to žodžio prasme išvalo iš mūsų smegenų visokiausias biologines šiukšles, toksinus, pašalines medžiagas, kurioms susikaupus gresia susirgti tokiomis baisiomis ligomis, kaip Alzheimerio ar Parkinsono.

Įdomu, kad visame žmogaus kūne, bet tik ne smegenyse, pašalines biologines šiukšles pašalina limfinė sistema, veikianti ištisą parą. Tačiau smegenyse tokios limfinės sistemos nėra. Vietoj jos yra minėtųjų astrocitų suformuoti tuneliai, o smegenų „išplovimas“ labai įdomiai vyksta beveik vien tik miegant.

„Tai buvo atrasta labai neseniai, tik 2013 metais, ir mokslininkams dar nesuprantama, kodėl smegenų valymas vyksta būtent miego metu. Kas tokio ypatingo vyksta smegenyse, kai miegama, kad tik tuomet jos išsivalo? Tą ir bandau išsiaiškinti“, – sako neuromokslininkė.

Neuromokslininkė L. Bojarskaitė tyrinėja, kaip miego metu veikia labaratorinių pelyčių smegenys. Lauros tyrimai jau atskleidė netikėtų dalykų, padėsiančių išsiaiškinti dar neperprastas miego ligas ir sukurti naujus metodus joms gydyti.

Rytas protingesnis už vakarą

Turbūt daugelis sutiks, jog problema, kuri dar vakare rodėsi grandiozinė, ryte jau nebekelia tokių stiprių emocijų. L. Bojarskaitė sako, jog populiarus posakis „rytas už vakarą protingesnis“ išties turi mokslinį užnugarį.

„Miegant mūsų smegenyse vyksta daug su atmintimi ir kūrybingumu susijusių procesų. Naujai įgyta informacija, jei ji aktuali, perkeliama iš trumpalaikės atminties į ilgalaikę. Ši nauja informacija integruojama, susiejama su jau turima informacija, taip pat žiūrima, ar galbūt nesusiję informacijos vienetai galėtų būti susiję“, – aiškina neuromokslininkė.

Dėl to, anot L. Bojarskaitės, labai tikėtina, kad ryte atsibusime su nauju kūrybišku jau seniai kamuojančio klausimo sprendimu. Taip pat miegant mūsų emocijos tarytum sureguliuojamos, grąžinamos į pusiausvyros būseną, taigi ryte ir esamos problemos nebeatrodo tokios didelės kaip vakare.

Sapnai – tarsi treniruotė

Smegenys yra svarbiausias žmogaus organas, tačiau iki šiol mokslininkai tiksliai nežinojo, kas jose vyksta miegant. L. Bojarskaitė savo tyrimuose jau išsiaiškino, kad astrocitų ląstelės tarsi jaučia, kokia miego stadija, ir tai atsispindi jų aktyvume.

„Tai mums pasufleravo, kad galbūt astrocitai galėtų reguliuoti tam tikras miego stadijas. Kituose tyrimuose atradome, jog astrocitai padeda palaikyti mūsų gilaus miego vientisumą, kad jis nebūtų pertrauktas dažnų pabudimų“, – pasakoja neuromokslininkė.

Ir tikrai būna taip, jog pabundame paklaikusiomis akimis, išpilti šalto prakaito ir galvojame: „Ir ką aš čia ką tik sapnavau, kodėl mano galvoje dedasi tokie dalykai“. Pasak L. Bojarskaitės, iki šiol tiksliai nežinoma, kodėl sapnuojame ir ką sapnai mums praneša. Tačiau yra nemažai sapnus aiškinančių teorijų.

„Žinome, jog sapnuose dažnai atsispindi mūsų kasdieniai įvykiai, mūsų mintys, emocijos. Taip pat žinome, kad mums miegant tarytum užmiega, išsijungia viena smegenų dalis, kuri smegenyse palaiko tvarką, slopina kitas smegenų dalis, kad jos, paprastai sakant, nepradėtų daryti nesąmonių“, – aiškina neuromokslininkė.

Būtent tai, kad ši smegenų dalis miego metu ir pati užmiega, gali prisidėti prie sapnų keistumo. „Viena iš naujausių sapnų teorijų teigia, jog sapnų prasmė ir yra jų keistumas. Būtent sapnų keistumas apsaugo mūsų smegenis nuo vadinamojo atbukimo, kurį sukelia kasdienė rutina. Kitaip tariant, keisti sapnai mus treniruoja ar ruošia įvairiems gyvenimo netikėtumams“, – teigia Laura.

L. Bojarskaitė siekia išsiaiškinti, kas mokslininkams dar nesuprantama: kodėl smegenų valymas vyksta būtent miego metu ir kas tokio ypatingo vyksta smegenyse, kai miegama, kad tik tuomet jos išsivalo.

Kuria pranašysčių iliuziją

O ar sapnai gali būti pranašiški? L. Bojarskaitės nuomone, pagal šiuo metu turimus mokslinius duomenis, sapnai pranašiški negali būti. Dažniausiai, anot jos, mes tiesiog pamirštame atsitiktinumo ir sutapimo galią. Taip pat nuvertiname mūsų smegenų gebėjimą analizuoti aplinką ir nesąmoningai išsaugoti įvairią informaciją.

„Didžioji dauguma informacijos, plūstančios į mūsų smegenis per jutimus, nėra sąmoningai registruojama, nes kitaip iš esmės turbūt išprotėtume nuo informacijos kiekio ir srauto“, – pabrėžia mokslininkė.

Pasak L. Bojarskaitės, žmonės sąmoningai registruoja tik aktualią informaciją. Juk nuolatos nejaučiame drabužių ant kūno ar kur erdvėje yra mūsų galūnės.

„Smegenys užfiksuoja tam tikras aplinkos detales, įvykius, į kuriuos neatkreipiame dėmesio. Pavyzdžiui, kad kolega darbe atrodė pabalęs ar kosėjo. Sapnuose gali atsispindėti, jog kolega susirgo, o už poros dienų tai iš tiesų įvyksta. Taip gali atsirasti pranašysčių iliuzija“, – aiškina neuromokslininkė.

Pasak Lauros, mūsų smegenys taip pat nesąmoningai gali užfiksuoti subtilius pokyčius, kurių sąmoningai nepajuntame. Pavyzdžiui, kad kolegos balsas pastarąsias porą dienų buvo šiek tiek žemesnis ir tylesnis, kas irgi galėtų atsispindėti mūsų sapne, o paskui atrodyti kaip pranašystė.

„Labai panašiai yra sapnų interpretacijos ir sapnininkų atžvilgiu. Problema ta, kad nėra universalių simbolių. Pavyzdžiui, vienam susapnuoti šunį yra didelis džiaugsmas, nes jis visą gyvenimą augo turėdamas šunį, kitam tai gali būti košmaras, jei vaikystėje jam stipriai įkandęs šuo“, – sako L. Bojarskaitė.

Anksčiau, nei atsirado smegenys

Atrodo, kad mes apie miegą žinome išties nemažai, tačiau L. Bojarskaitė informacijos per savo mokslininkės karjerą sukaupusi tiek, kad apie tai galėtų kalbėti dienų dienas. Pasak Lauros, miegas išties gyvybiškai svarbus: jei nemiegosime daugiau kaip 1–2 savaites, paprasčiausiai numirsime. Pakankamo ir kokybiško miego reikia, kad optimaliai funkcionuotų visos organizmo sistemos: ir protiniai gebėjimai, ir imuninė sistema, ir virškinimas bei metabolizmas, ir hormoninė sistema, emocijų reguliavimas.

„Vienas iš naujausių įdomių miego tyrimų yra apie tai, jog miegas evoliucijoje atsirado dar prieš atsirandant smegenims. Neseniai tyrėjai nustatė į miegą panašią būseną mažame gėlo vandens gyvūnėlyje – hidroje, kuri turi paprastą anatomiją, bet neturi smegenų. Taigi, atrodytų, miego poreikis išsivystė dar prieš išsivystant smegenims“, – nustebina mokslininkė.

Miegas aukso vertės

Šiandieninį pasaulį užvaldžiusi skuba – spartus gyvenimo tempas, darbo krūvis, socialiniai tinklai verčia jiems aukoti miego ir poilsio laiką. Pasak L. Bojarskaitės, miego stygius, ypač ilgalaikis, itin žalingas mūsų sveikatai, nes kenkia visam kūnui ir organizmo sistemoms. Tvarkingas ir subalansuotas miegas kartu su sveika mityba ir fiziniu aktyvumu yra sveikatos pamatas. Pasak L. Bojarskaitės, paradoksas, jog dažnai žmonės mažai miega, kad liktų daugiau laiko įvairiems darbams atlikti. Tačiau neišsimiegojus kaip tik blogėja atmintis, prastėja dėmesio sutelkimas, ilgėja reakcijos laikas, priimami blogesni sprendimai, žymiai lėčiau mąstoma ir lėčiau apdorojama informacija – taigi ir darbo našumas daug prastesnis.

Pradėjus tirti miegą ir sužinojus, kokią reikšmę jis turi sveikatai, ir pačiai L. Bojarskaitei miegas tapo vienas pirmųjų sąraše. Mokslininkė nuoširdžiai rūpinasi, kad laiku nueitų miegoti, ilsisi pakankamai ilgai ir paiso miego bei kėlimosi laiko reguliarumo.

„Savo sapnų neanalizuoju, tačiau treniruojuosi ir stengiuosi išmokti sąmoningai sapnuoti – prabusti sapne ir stebėti jo liniją“, – sako Laura.

Peles migdė dainuodama lopšines

L. Bojarskaitės kelionė į miegančias smegenis prasidėjo nuo visiškai nesėkmingų dvejų metų bandymų užmigdyti peles tam, kad suprastų, ar astrocitai nors kiek prisideda prie miego reguliavimo. To pasaulyje, beje, dar niekas nebuvo padaręs.

Tam, kad jos laboratorijos kompanionės su savo smegenų langeliais miegotų ramiai po mikroskopu, mokslininkė ir dainavo lopšines, ir ėmėsi kitų žygdarbių, kol jai pagaliau pavyko jas užmigdyti.

„Kai pagaliau galėjau pasiklausyti astrocitų pokalbių miegančios pelytės smegenyse, pirmieji pasaulyje sužinojome, jog astrocitai miego metu žymiai tylesni nei tuomet, kai pelytė prabudusi“, – – apie unikalius atradimus pasakoja Laura.

Panaudojusi specialias genetiškai modifikuotas peles, kuriose astrocitų bendravimas buvo tarytum sugadintas, L. Bojarskaitė su komanda pamatė, jog tie graužikai miegojo žymiai paviršutiniškiau ir daugiau kartų naktį prabudo.

Tokie atradimai yra labai reikšmingi, nes parodė, jog ne tik visiems gerai žinomi neuronai svarbūs užtikrinti tinkamą miegą, bet ir kitos ląstelės – astrocitai. Ši informacija gali padėti išsiaiškinti dar neperprastas miego ligas ir sukurti metodus joms gydyti.

Laura sako nesanti miesto žmogus, tad jai patinka laiką leisti gamtoje, miške.

Knyga atvėrė kelią

L. Bojarskaitė mokslinį kelią pradėjo doktorantūros studijų metu. Bakalauro ir magistro metai, pasak jos, buvo tarsi bandomasis laikotarpis pasimatuoti mokslininkės kepurę ir pasižiūrėti, ar ši jai tinka. Studijų metais Laura mokėsi įvairių laboratorinių metodų, bandė skirtingas technologijas, žiūrėjo, kaip pati jaučiasi akademiniame ir laboratorijos gyvenime. Tik magistro studijoms einant į pabaigą, pradėjo rimčiau galvoti, kokia sritis, kokia tema natūraliuosiuose moksluose ją iš tikrųjų motyvuoja ir „veža“.

Tuomet į rankas jai pakliuvo knyga „Save keičiančios smegenys“. Ją perskaičiusi L. Bojarskaitė suprato, jog karjerą nori sieti su neuromokslais ir smegenų tyrinėjimu. Susirado doktorantūros studijas neuromokslų srityje, sėkmingai apsigynė mokslų daktaro laipsnį , o dabar tęsia tyrimus postdoktorantūros stažuotėje Oslo universitete.

Meilės nublokšta

Baigdama mokyklą L. Bojarskaitė iš tiesų nė nežinojo, ką norėtų studijuoti. Blaškėsi tarp gamtos mokslų, patiko ir fizikos, ir matematikos, ir chemijos, restauravimo bei biochemijos studijos. Chemijos mokytojas per vieną paskutinių pamokų leptelėjo, jog į biochemijos studijas labai sunku įstoti. Tokius pedagogo žodžius ambicingoji Laura priėmė kaip iššūkį. Pirmąją siekių sąraše įrašė biochemiją ir sėkmingai įstojo. Trečiame kurse norėjosi daugiau pokyčių, daugiau praktikos, taigi 2012-ųjų vasarį ji pagal studentų mainų programą semestrui išvyko į Kopenhagą ir įsidarbino bionanotechnologijos laboratorijoje.

„Išvykstant draugai sakė, jog į Lietuvą negrįšiu, o aš juos tikinau, kad išvažiuoju tik vienam semestrui. Dabar skaičiuoju jau dešimtus metus ne Lietuvoje“, – šypteli neuromokslininkė.

Po semestro Kopenhagoje L. Bojarskaitė ten pasiliko atlikti vasaros praktikai, paskui ir baigti visam ketvirtam kursui. Tuomet buvo farmacijos magistro studijos, dar vėliau – doktorantūra Osle.

Į Norvegiją L. Bojarskaitę atvedė labai paprasta ir žemiška priežastis – meilė. Kol gyveno Kopenhagoje, bionanotechnologijų laboratorijoje susipažino su bendradarbiu norvegu. Taip jau susiklostė, kad abiem labai tiko ir patiko būti kartu, tad kartu persikėlė į Oslą. Tiesa, jam teko persikraustyti kiek anksčiau nei Laurai – įsimylėjėliai net pusantrų metų kiekvieną savaitgalį skraidė tarp Kopenhagos ir Oslo. Dabar mano, jog buvo verta, nes šiais metais skaičiuoja aštuntus gyvenimo kartu metus.

Nelinkę persidirbti

Dabar Oslo universitetas ir Norvegija Laurai tapę antraisiais namais. Ji sako nesanti miesto žmogus, tad jai patinka laiką leisti gamtoje, miške. Šiuo požiūriu Oslas – puiki vieta. Čia visi labai sportiški ir aktyvūs, daug laiko leidžia gamtoje, nepriklausomai nuo oro ir metų laiko.

Atvykus į Oslą, Laurai atrodė, jog norvegai gana uždari ir intravertiški žmonės, tačiau su keliais susipažinus iš arčiau, nuomonė pasikeitė. Jos tvirtinimu, norvegai turi labai sveiką požiūrį į darbą ir į laisvalaikį. Čia privaloma kasmet pasiimti penkias savaites atostogų, persidirbimas, bent jau jos akademiniame burbule, nėra sveikintinas, žmonės nesigėdija imti pertraukų ir pailsėti.

L. Bojarskaitė labai džiaugiasi, jog turi galimybę dirbti norvegiškoje akademinėje aplinkoje. Anot jos, Norvegijoje yra tikrai stipri neuromokslų srities bendruomenė ir istoriškai ši šalis užaugino daugybę dėl savo pasiekimų pasaulyje žinomų neuromokslininkų. Neseniai du norvegų mokslininkai Mai Brit ir Edvardas Moseriai kartu su amerikiečių mokslininku gavo Nobelio premiją už smegenų navigacijos sistemos atradimą. Kitas norvegų neuromokslininkas Terje Lømo prisidėjo prie atradimų, paaiškinančių mūsų atminties išsaugojimo ląstelinius mechanizmus. Dar kitas norvegas Per Andersen prisidėjo prie labai svarbios neuromokslinių tyrimų technikos – smegenų skiltelių – sukūrimo (angl. hippocampal brain slice).

Vaikystės eksperimentai

L. Bojarskaitės dienos Oslo universitete labai skirtingos ir susideda tiek iš vadinamųjų „šlapių eksperimentų“ (angl. wet experiments) laboratorijose, tiek ir iš straipsnių skaitymo, rašymo, dėstymo, duomenų analizės, statistinių tyrimų ir begalės susitikimų.

„Man gana greitai pabosta tie patys dalykai ir dėmesys pradeda šokinėti, tad mėgstu dažnai keisti veiklą. Šiuo metu labiausiai džiugina mokslinis darbas ir eksperimentai, mano nuostabūs studentai ir dėstymas, kalnų trobelės remontas, mokslo populiarinimas, kelionės, miško maudynės, joga, meditacija ir vakarinis knygų skaitymas“, – vardija pašnekovė.

Mokslininko kasdienybėje, pasak Lauros, reikia kantrybės, atsparumo ir kūrybingumo, nes viskas vyksta labai lėtais tempais. Tad skirtingos veiklos kompensuoja monotoniškumą.

Pasak L. Bojarskaitės, nuo idėjos iki įvykdyto projekto ir mokslinės publikacijos gali praeiti dešimtys metų. O ir eksperimentai labai dažnai nepavyksta.

Savybė, kuri nuspalvina kiekvieno mokslininko kasdienybę, anot jos, yra kūrybingumas.

„Šiais laikais turime tiek technologijų, įvairiausių metodų ir biologinių įrankių ištyrinėti mus supantį pasaulį, kad ribos, ką ir kaip tirti ir kokius klausimus atsakyti, yra nubrėžtos tik mūsų vaizduotės ir kūrybingumo“, – mano neuromokslininkė.

O kūrybingumo pačiai Laurai tikrai netrūksta. Iš mamos pasakojimų ji girdėjusi, jog dar vaikystėje labai mėgo maišyti sodą, citriną, įvairius šampūnus, muilus ir bandyti išgauti įvairiausias putas, spalvų pasikeitimus ar kokį šnypščiantį garselį.

 

Jūsų komentaras

Sponsored Video

Daugiau leidinio naujienų