neuronal aktivitet
Neuronal aktivitet
NERVECELLERNES primære funktion er overførsel af information, både inden
for den samme celle, mellem 2 eller flere celler i nervesystemet, og
fra en nervecelle til en muskel- eller spytkirtel. Nerveceller deler
mange egenskaber med organismens andre celletyper, men er specialiserede
til at overføre informationen. Et af neuroforskningens væsentlige mål
er at forstå, hvorledes nerveceller påvirker hinanden og skaber specifik
adfærd hos dyr eller mennesker. Grundlaget for meget af den viden vi
har i dag stammer, f.eks. nervesystemet hos igler eller snegle, som kun
har få nerveceller. Her har man kunnet fastlægge alle nervecellernes
egenskaber, og hvilken betydning ændring i aktivitet i én celle har for
adfærden. Vi er dog stadigvæk meget langt fra at forstå, hvorledes
egenskaber i enkelte celler eller grupper af celler påvirker
tankevirksomhed eller adfærd hos mennesker.
Figure 1.

Nye metoder til måling af blodgennemstrømning i hjernen- og i andre
organer – anvender laser lys, hvor man måler på egenskaberne i det lys
der tilbagekastes fra vævet. Dette kan gøres med billeddannende
teknikker her såkaldt »Laser-Doppler Perfusion Imaging« hvor hjernens
blodforsyning registreres i hurtig rækkefølge. Figuren viser
blodforsyningen i en rottehjerne i 18 billeder, der er taget med 20
sekunders mellemrum, medens en forstyrrelse i hjernens kaliumstofskifte
spreder sig over hjernebarken. Forstyrrelsen udløstes i rottens
pandelap, der svarer til nederste venstre hjørne, og bredte sig herfra
til resten af hjernen med en hastighed på 3 mm per minut. Farverne
indikerer hjernens signal intensitet. En øget signal intensitet skyldes
såvel udvidelse af de små blodkar på hjernens overflade, som øget flow i
hårkarnettet i hjernebarken.
Hjernen anvender kemiske signalstoffer til overførsel af information
mellem celler, ofte simple aminosyrer, som påvirker specifike
modtagermolekyler på målcellen. Herved udløses en række biokemiske
ændringer i målcellen, for eksempel øget aktivitet af vigtige enzymer,
eller ændringer i cellens indhold af ioner. Foruden almindelige
signalstoffer frigør visse nerveceller også luftarter, som samordner
aktiviteten i større grupper af celler. Det er karakteristisk, at
signalstoffer under normale forhold er tilstede kortvarigt og i lave
koncentrationer i hjernen. Ved sygdom, som f.eks. blodpropper i hjernen,
virker signalstofferne som nervegifte, idet der finder en ophobning
sted på grund af den manglende ilt- og blodforsyning.
Undersøgelser af de kemiske budbringere i nervecellerne har fået nyt liv
med fundet af gasser som signalstoffer. Det vigtigste af disse stoffer
er nok nitrogen oxid, kaldet NO, som også er et signalstof i blodkar.
Modtagemolekylet for NO er et enzym, guanylat cyklase, som kun findes i
visse typer nerveceller og i blodkarrene. NO er det aktive stof i
nitroglycerin, som mange mennesker må bruge på grund af åreforkalkning i
hjertet. NO får blodkarrene til at slappe af således at der kan løbe
mere blod igennem dem. Der er nyt at NO er et signalstof i hjernen.
Genetisk manipulerede dyr, som mangler NO i blodkarrene, får forhøjet
blodtryk. Voksne dyr, der mangler NO i hjernen udvikler særprægede
adfærdsforstyrrelser. De er voldelige og har en ustyrlig seksualitet. I
Amerika kalder man denne type mus »Rape and killer mice«. Det er endnu
uvist om volds- og seksualforbrydere i samfundet også har denne
biokemiske defekt, men det er værd at studere. Hos normale dyr (og måske
mennesker) er NO af betydning for hukommelsesfunktionen, idet nedsat
dannelse af NO medfører svækkelse af de hukommelsspor man kan inducere
eksperimentalt. NO er tilige vigtig for de øgninger i
blodgennemstrømning, som følger øgning i nervecelleaktivitet, og som
anvendes til kortlægning af hjernens funktion. Nye danske undersøgelser
fokuserer på NO’s betydning for hjernens blodforsyning, og som mekanisme
ved svulster i nervesystemet. NO er taget som eksempel, idet
koncentreret forskning udført i en kortere periode – mindre end 10 år –
har afdækket nye funktioner i nervesystemet – og eksemplerne fra forsøg
med genmanipulation viser, hvor små ændringer i hjernens biokemi der
skal til for at ændre et dyrs adfærd.
Vævsvæsken, der omgiver cellerne i nervesystemet reguleres normalt meget
fint af nervecellerne, og en barrierre i blodkarrene sørger for, at
ændringer i kroppens indhold af mineraler og næringsstoffer kun har
beskeden indflydelse på nercellernes funktion. Regulationen kan brydes,
enten fordi hjernen magler ilt eller sukker, eller af grunde vi ikke
kender. Under disse omstændigheder virker forstyrrelser i hjernens
ionbalance som sygdomsmekanisme af betydning for udvikling af migræne,
epilepsi og blodpropper i hjernen. Danske undersøgelser har fokuseret på
disse ion-forstyrrelser ved migræne, og har dannet grundlag for den
første dyreexperimentelle model for migræne, og for udviklingen af nye
farmaka der anvendes i migrænebehandlingen.