Przez wiele lat centrum badań nad mózgiem stanowiły neurony, czyli komórki układu nerwowego zdolne do przesyłania i przetwarzania informacji dzięki sygnałowi elektrycznemu. Ten „neurocentryzm” sprawił, że komórki żyjące obok neuronów – k. glejowe, długo były ignorowane.

POCZĄTEK ZAPOMNIENIA

Wszystko zaczęło się pod koniec XIX wieku, gdy Rudolf Virchow obserwując komórki glejowe stwierdził, że to jedynie tkanka łączna mózgu, tworząca wypełnienie między neuronami. Stąd też wzięła się nazwa dla tych komórek, którą obecnie się posługujemy. Niemieckie „Nervenkitt”, co oznacza coś w rodzaju kleju dla neuronów, przetłumaczono potem na greckie „neuroglia”.

Niewątpliwie wkład w zapomnienie o komórkach glejowych wniósł też słynny badacz Camilo Golgi (odkrywca kojarzonego zapewne z lekcji biologii organellum, które nazwano na jego cześć Aparatem Golgiego). Jego stosunek do gleju był troszkę bardziej przychylny. Twierdził, że są to komórki, które pełnią pomocnicze funkcje dla neuronów. Wciąż jednak postrzegał je jako mało atrakcyjną „służbę”, zapewniającą dobrobyt głównym komórkom układu nerwowego. Jego pogląd wywarł na tyle duży wpływ na odrzucenie zainteresowania naukowców tymi niepozornymi komórkami, że przez dziesiątki lat zajmowano się jedynie neuronami, odsuwając na bok tę „folię bąbelkową”.

Czynników zniechęcających do badań nad glejem było z pewnością więcej. Przykładem mogą być problemy z obserwacją zachowań tych komórek. O ile neurony jawnie eksponują swoją aktywność w postaci fal elektrycznych, o tyle sygnały komórek glejowych sygnały ciężej jest dostrzec. Przez to techniki i sprzęt do pomiaru aktywności neuronów silnie się rozwinęły. Niestety metody poznawania funkcjonowania gleju były niedostępne przez długi czas. Komunikację między komórkami glejowymi zaobserwowano dopiero w latach 80’ XXw (fale wapniowe astrocytów).

KOMÓRKI GLEJOWE – CO TO JEST?

Glej to ogólna nazwa wielu różnych pod względem funkcji komórek. Podstawowy ich podział to mikroglej i makroglej, w skład którego wchodzą astrocyty i oligodendrocyty (lub komórki Schwanna w obwodowym) . Jeśli przyjmiemy perspektywę, w której pełnią rolę pomocniczą, możemy opisać mikroglej jako sprzątacza-wojownika usuwającego niepotrzebne składniki (przez fagocytozę) i zarazem zdolnego do walki z antygenami. Astrocyty zaś będą pełniły funckję gospodarza-strażnika, który dostarcza substancje odżywcze komórkom nerwowym i tworzącego barierę krew-mózg. Idąc dalej, oligodendrocyty można określić jako budowniczego, który tworzy otoczkę wokół neuronów (mielinę).

Obecnie coraz lepiej znamy działanie gleju i wiemy, że zakres funkcji jest stanowczo większy niż początkowo uznawano. Jednakże to dopiero początek drogi do poznania tych komórek. Wiemy już, że stanowią integralną część z całym systemem nerwowym. Poza tym mogą wpływać na przekazywane przez neurony impulsy (a więc na przepływ informacji). Mikroglej, astrocyty i oligodendrocyty zdolne są do komunikowania się zarówno z neuronami, jak i między sobą. Wykorzystują do tego m. in. neuroprzekaźniki (cząsteczki przekazujące sygnał z jednego neuronu do kolejnego) i neksusy (połączenia szczelinowe między błonami sąsiadujących komórek). Dzięki tym zdolnościom są w stanie nie tylko „podsłuchiwać” neurony, po to by zachować stałe warunki w układzie nerwowym, ale również kontrolować działalność neuronów, a tym pewnych procesów umysłowych.

OLIGODENDROCYTY

Przykładem zależności między glejem a działalnością umysłu są oligodendrocyty i tworzona przez nie mielina. Jej specyficzna budowa ułatwia przesyłanie informacji. Zwiększa ona prędkość przewodzenia z ok 0.5-10 m/s (dla neuronu bez mieliny) do ok 120-150 m/s. To sprawia, że więcej informacji może zostać przekazanych w krótszym czasie, co wspiera rozumowanie czy uczenie się. Badania dodatkowo wykazują, że podczas uczenia się danej czynności dochodzi do przyspieszonej produkcji oligodendrocytów w obszarach zaangażowanych w tę czynność. Zaś to, jak ważny jest udział tych komórek w funkcjonowaniu umysłu pokazują sytuacje, gdy dochodzi do przerwania osłonki mielinowej. Może to doprowadzić osłabienia zdolności poznawczych, upośledzeń umysłowych, paraliżu lub nawet śmierci.

MIKROGLEJ

Każdy wie, jak ważne jest uczenie się, ale też warto wspomnieć, że równie ważne jest zapominanie. Gdy umysł jest przeciążony zbyt dużą ilością wiedzy utrudnione jest jego poprawne działanie, dlatego niepotrzebne informacje zostają usuwane z pamięci. Tym między innymi zajmuje się mikroglej dzięki procesowi nazwanemu przycinaniem synaptycznym. Komórki te „pożerają” synapsy między neuronami, przez co zmniejsza się liczba zbędnych połączeń. Dodatkowo komórki te ciągle badają swoje środowisko omacując znajdujące się w pobliżu neurony. Dzięki temu stale kontrolują czy nie ma żadnych błędów w ich działaniu oraz czy nie czeka mózgowego środowiska najazd nieprzyjaznych antygenów.

ASTROCYTY

Kluczową rolę w mózgu odgrywają też astrocyty – m.in. regulują transmisję sygnału między neuronami, są w stanie wspomagać lub zastopować płynącą „informację”, oceniając czy dany sygnał jest zgodny z sygnałami otrzymywanymi z reszty ciała (np. dzięki substancjom transportowanym we krwi). To najprawdopodobniej wpływa na to, które elementy będą nam lepiej dostępne i chętniej zapamiętywane, a zatem pełni ważną rolę w uczeniu się. Oprócz tego, dużym krokiem w poznaniu astrocytów było zaobserwowanie ich komunikacji poprzez tzw. fale wapniowe. Pokazało to, że nie tylko neurony przekazują sobie sygnały, ale również pewna część komórek glejowych. Zakłada się też, że właśnie te porozumiewające się sieci astrocytów tworzą podstawę, wspólnie z neuronami, dla wytworzenia się świadomości (Hipoteza Astrocentryczna).

Podsumowując komórki glejowe jawią się jako wiele bardziej zróżnicowane od neuronów. Patrzenie na nie jedynie jako na pomocnicze utrudnia pełne zrozumienie funkcjonowania mózgu. Wciąż jednak konieczne jest pozyskanie większej ilości wiedzy o funkcjach i udziale gleju w procesach mózgowych. Potrzeba, by został opracowany nowy mechanizm, tłumaczący działanie umysłu, który uwzględniałby zarówno komórki nerwowe, jak i glejowych.