Nová studie otřásla základy neurovědy. Tým výzkumníků z Univerzity Johna Hopkinse zveřejnil výsledky, které zpochybňují jeden z nejpevněji zakořeněných předpokladů moderní vědy o mozku. Ukazuje se, že neurony nekomunikují pouze prostřednictvím elektrických impulsů, ale využívají ještě jeden, dosud přehlížený mechanismus, který mění úplně vše, co jsme si mysleli, že víme o paměti, emocích i vědomí samotném.
- Mozek používá ke komunikaci i chemické vlny, které propojují vzdálené oblasti způsobem, jenž klasická neurověda nezachytila
- Objev může změnit léčbu Alzheimerovy choroby, deprese i schizofrenie
- Někteří vědci mluví o největším průlomu v neurologii od objevu synapse
Co přesně vědci zjistili?
Po sedmi letech výzkumu, stovkách pokusů na živých tkáních a analýze dat pomocí nástrojů umělé inteligence dospěl tým vedený doktorkou Sarah Chenovou k překvapivému závěru. Mozek vedle elektrických signálů využívá difúzní chemické vlny, které se šíří tkání pomalu, ale na velké vzdálenosti. Tyto vlny přenášejí informace způsobem, který se dosud považoval za pouhý vedlejší efekt neuronální aktivity.
„Mysleli jsme si, že tohle je jen šum v datech,“ řekla Chenová pro Nature Neuroscience. „Pak jsme pochopili, že to šum není. Je to jazyk.“
Klíčovým nástrojem výzkumu byl nový typ zobrazovací technologie schopný zachytit pohyb jednotlivých molekul v reálném čase uvnitř živé mozkové tkáně. Právě tato technologie umožnila vědcům poprvé vidět, co se děje mezi neurony v momentech, kdy si mozek „nic neříká“. A v těch momentech se toho děje překvapivě hodně.
Proč to celé desetiletí unikalo pozornosti?
Odpověď je nepříjemně jednoduchá. Tradiční metody jako EEG nebo fMRI zachycují elektrickou nebo metabolickou aktivitu mozku, ale chemické vlny na tyto přístroje prostě nereagují. Jsou jako rádiový signál, který zachytíte jedině tehdy, pokud máte správnou anténu. A tu vědci až doposud neměli.
Neurolog Tomáš Markovič z Univerzity Karlovy, který na studii nepracoval, ale přečetl si ji jako jeden z prvních Evropanů, to komentuje takto: „Zní to jako hereze. Jenže data jsou přesvědčivá. Kdybych je viděl před deseti lety, nevěřil bych jim. Dnes? Dnes jim věřím.“
Skeptici samozřejmě existují. Část vědecké komunity upozorňuje, že podobné teorie se v minulosti ukázaly jako slepé uličky. Historicky vzato, každých pár let přijde někdo s tím, že „všechno je jinak“, a věda se vrátí na začátek. Tentokrát je ale situace odlišná v jednom zásadním ohledu: výsledky se podařilo replikovat ve čtyřech nezávislých laboratořích na třech kontinentech.
Co to znamená pro léčbu nemocí mozku?
Pokud mozek komunikuje dvěma paralelními systémy, pak je logické, že selhání jednoho z nich může vysvětlit nemoci, které dosud vědci nedokázali plně pochopit. Alzheimerova choroba, například, se dlouho vysvětlovala hromaděním bílkovin, které ničí neurony. Jenže léky zaměřené na tyto bílkoviny fungují jen omezeně. Nová teorie nabízí alternativní vysvětlení: problém nemusí být jen ve výstavbě neuronů, ale v narušení chemické komunikace mezi nimi.
Podobná logika se dotýká i deprese. Stávající antidepresiva cílí na serotonin nebo dopamin, tedy na klasické neurotransmitery. Pokud ale existuje druhý komunikační kanál, mohla by část pacientů, u nichž léčba nefunguje, trpět poruchou právě tohoto systému. To by vysvětlovalo, proč přibližně třetina lidí s depresí na standardní léčbu vůbec nereaguje.
Farmaceutické firmy to nepřehlédly. Podle dostupných informací nejméně tři velké společnosti již zahájily interní výzkumné programy zaměřené na tuto oblast. Konkrétní jména zatím nezveřejnily, ale v odborných kruzích se o tom mluví naprosto otevřeně.
Mozek jako hudební nástroj
Jeden z členů výzkumného týmu, neurobiolog Kenji Watanabe, použil přirovnání, které se rychle stalo virálním na sociálních sítích vědecké komunity. Podle něj funguje mozek jako orchestr, kde elektrické signály jsou melodie jednotlivých nástrojů, ale chemické vlny jsou akustika sálu. „Bez správné akustiky,“ říká Watanabe, „jsou i ty nejlepší melodie nesrozumitelné.“
Tato metafora je víc než poetická. Implikuje totiž, že terapie budoucnosti by nemusely cílit na konkrétní neurony nebo neurotransmitery, ale na celkové prostředí mozku. Podobně jako stavitelé koncertního sálu neladí jednotlivé housle, ale pracují s tvarem stropů a materiálem stěn.
Co říkají kritici?
Bylo by novinářsky nečestné představit objev pouze jako triumf. Kritická hlášení přicházejí i z renomovaných pracovišť. Profesor neurovědy David Linden z téže Univerzity Johna Hopkinse, kde studie vznikla, upozornil, že interpretace dat je odvážná a zatím neprokázaná v kontextu celého živého organismu. Pokusy totiž probíhaly na izolované tkáni, nikoliv na fungujícím mozku v těle.
„Izolovaná tkáň a živý mozek jsou dvě různé věci,“ říká Linden. „Co funguje v Petriho misce, nemusí platit v lebce.“
Tým Chenové tento argument nezamítá, ale poukazuje na to, že právě proto plánují v příštích dvou letech série pokusů na živých modelových organismech. První výsledky očekávají do konce roku 2026.
Vědomí pod novým světlem
Snad nejodvážnější implikací celého výzkumu je jeho dopad na otázku vědomí. Filozofové a vědci se desítky let přou o to, jak subjektivní prožitek vzniká z fyzikální aktivity neuronů. Tento problém, známý jako „těžký problém vědomí“, dosud nikdo nevyřešil.
Nový objev naznačuje, že vědomí nemusí být jen produktem elektrické aktivity, ale výsledkem souhry dvou systémů, z nichž jeden dosud unikal pozornosti. Někteří filozofové mysli to přirovnávají k situaci, kdy se snažíte pochopit hudbu pouze studiem not, ale ignorujete, že hudba existuje jako zvuk ve vzduchu.
Je to hypotéza. Zatím nic víc. Ale hypotézy tohoto druhu mají v historii vědy tendenci buď zcela zaniknout, nebo změnit vše.
Co bude dál?
Studie vychází v době, kdy neurověda zažívá nebývalý rozmach financování i zájmu veřejnosti. Projekty jako Human Brain Project v Evropě nebo BRAIN Initiative v USA investují miliardy do mapování mozku. Objev nového komunikačního kanálu by mohl tyto projekty doslova překreslit, protože mapují struktury a spojení, ale právě chemické vlny do stávajících map nezahrnují.
Výzkum pokračuje. Doktorka Chenová a její tým pracují na metodice, která by umožnila měřit chemické vlny neinvazivně, tedy bez nutnosti přístupu přímo k mozkové tkáni. Pokud se to podaří, otevře se cesta k diagnostickým nástrojům, které by dokázaly odhalit poruchy mozku dříve, než se projeví jakýmkoliv příznakem.
A to by byla revoluce, která by se dotkla úplně každého z nás.
