Szósty zmysł: jak mózg kontroluje oddech i trawienie - Przystanek Rodzinka - blog parentingowy o dzieciach okiem logopedki

Jak Twój mózg wie, kiedy wziąć następny oddech? Kiedy ustabilizować ciśnienie krwi? Kiedy uruchomić obronę przed infekcją? Odpowiedź brzmi: interocepcja. To proces, przez który układ nerwowy nieustannie monitoruje sygnały płynące z wnętrza ciała, utrzymując podstawowe funkcje życiowe.

Teraz zespół naukowców ze Scripps Research i Allen Institute otrzymał nagrodę National Institutes of Health (NIH) Director’s Transformative Research Award, by stworzyć pierwszy kompleksowy atlas tego wewnętrznego systemu sensorycznego.

Nagroda dla naukowców badających komunikację mózg-ciało

Projekt prowadzi laureat Nagrody Nobla, neurobiolog Ardem Patapoutian. Do zespołu dołączyli Li Ye, kierujący katedrą chemii i biologii chemicznej w Scripps Research, oraz Bosiljka Tasic, dyrektor działu genetyki molekularnej w Allen Institute. Rolę współbadacza pełni Xin Jin, profesor nadzwyczajny w Scripps Research, który będzie odpowiedzialny za genomiczne określanie typów komórek.

Patapoutian otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny w 2021 roku za odkrycie komórkowych sensorów wykrywających dotyk. Teraz zastosuje swoją wiedzę do zrozumienia interocepcji.

Czym interocepcja różni się od klasycznych zmysłów

W przeciwieństwie do klasycznych zmysłów – takich jak węch, wzrok czy słuch – które opierają się na wyspecjalizowanych narządach zmysłów wykrywających bodźce z zewnętrznego świata, interocepcja angażuje rozległą sieć neuronów wyczuwających to, co dzieje się wewnątrz ciała. Te obwody nerwowe śledzą kluczowe procesy, w tym krążenie, trawienie i aktywność immunologiczną.

Ponieważ sygnały interoceptywne pochodzą z głębi ciała i są często przetwarzane nieświadomie, naukowcy często określają ten system jako nasz “ukryty szósty zmysł”.

Mimo fundamentalnej roli interocepcja otrzymała niewiele uwagi naukowej. Sygnały, które wytwarza, są złożone, nakładają się na siebie i trudno je zmierzyć. Neurony sensoryczne, które je przenoszą, są rozproszone po całych narządach – sercu, płucach, żołądku, nerkach – co czyni je trudnymi do wyizolowania i precyzyjnego zmapowania.

Jak naukowcy stworzą atlas połączeń nerwowych

Dzięki wsparciu NIH badacze ze Scripps i Allen Institute planują zmapować, jak neurony sensoryczne łączą się z różnorodnymi narządami wewnętrznymi, w tym sercem i przewodem pokarmowym. Ich celem jest stworzenie szczegółowego atlasu anatomicznego i molekularnego, który ujawni organizację tych szlaków nerwowych.

Część projektu będzie oznaczać neurony sensoryczne i używać obrazowania całego ciała, by prześledzić ich trasy od rdzenia kręgowego do różnych narządów, tworząc wysokorozdzielczą mapę 3D. Druga część wykorzysta profilowanie genetyczne, by rozróżnić między różnymi typami komórek – na przykład neuronami wysyłającymi sygnały z jelit, pęcherza czy tkanki tłuszczowej.

Razem te zbiory danych utworzą pierwszy standaryzowany system odniesienia do zrozumienia wewnętrznego sensorycznego okablowania ciała.

Dlaczego interocepcja ma znaczenie dla zdrowia

Rozszyfrowanie działania interocepcji może pomóc naukowcom odkryć kluczowe zasady komunikacji mózg-ciało, które doprowadzą do nowych metod leczenia chorób. Zakłócenia w tych wewnętrznych szlakach sensorycznych łączono z szeregiem schorzeń, w tym chorobami autoimmunologicznymi, bólem przewlekłym, chorobami neurodegeneracyjnymi i nadciśnieniem.

“Interocepcja jest fundamentalna dla niemal każdego aspektu zdrowia, ale pozostaje w dużej mierze niezbadanym obszarem neuronauki” – mówi Jin. “Tworząc pierwszy atlas tego systemu, chcemy położyć fundamenty pod lepsze zrozumienie tego, jak mózg utrzymuje ciało w równowadze, jak ta równowaga może zostać zakłócona w chorobie i jak moglibyśmy ją przywrócić”.

Warto wiedzieć, że ten ukryty system działa od pierwszych dni życia. Niemowlę automatycznie reguluje oddech, temperaturę ciała i trawienie – wszystko dzięki interocepcji. Z perspektywy logopedycznej szczególnie interesujące jest to, jak te wewnętrzne sygnały mogą wpływać na procesy związane z karmieniem, połykaniem czy później – z rozwojem mowy, która wymaga precyzyjnej kontroli oddechu i mięśni. Choć projekt skupia się na mapowaniu anatomicznym, jego wyniki mogą w przyszłości pomóc zrozumieć również te złożone połączenia.

Więcej informacji