Na gotovo svakoj ilustraciji neurona akson izgleda kao duga, glatka i ravnomerna cev koja prenosi električni signal prema drugim ćelijama. Novo sagledavanje mikroskopskih snimaka pokazuje da takva slika možda predstavlja veliko pojednostavljenje. Umesto glatke žice, pojedini aksoni prirodno podsećaju na niz veoma sitnih bisera.
Aksoni su nastavci nervnih ćelija koji mogu biti veoma dugi u odnosu na veličinu samog neurona. Njihova membrana i unutrašnja struktura omogućavaju širenje električnog impulsa. Oblik zato nije samo anatomski detalj – on može da utiče na brzinu i pouzdanost prenosa informacije.
Istraživači Medicinskog fakulteta „Džons Hopkins“ koristili su elektronsku mikroskopiju sa zamrzavanjem pod visokim pritiskom. Ova metoda izuzetno brzo učvršćuje uzorak i čuva nežne strukture koje bi se tokom klasične pripreme mogle skupiti, naduvati ili promeniti.
Na dobijenim snimcima aksoni nisu imali ravnomeran prečnik. Duž membrane pojavljivala su se mala periodična proširenja, razdvojena užim segmentima. Naučnici su ih nazvali nesinaptičke varikoznosti jer se ne nalaze samo na mestima na kojima neuron oslobađa neurotransmitere.
Perlasti izgled aksona poznat je i kao znak oštećenja. Kod odumiranja neurona, povrede ili bolesti poput Parkinsonove mogu nastati velika i nepravilna ispupčenja. Nova zapažanja ne znače da je svaka takva promena zdrava. Ona pokazuju da mnogo sitniji, pravilni „biseri“ mogu pripadati normalnoj građi ćelije.
Razlika je važna i za medicinska istraživanja. Ako se normalna struktura pogrešno smatra znakom degeneracije, tumačenje snimaka može biti netačno. Sa druge strane, potrebno je odrediti granicu između fizioloških sitnih proširenja i većih deformacija koje zaista ukazuju na bolest.
Naučnici su prvobitno pretpostavili da oblik stvaraju periodični elementi unutrašnjeg ćelijskog skeleta. Kada su poremetili taj sistem, biseri nisu nestali. Pažnja je zato preusmerena na fizička svojstva membrane, pritisak unutar aksona i način na koji se veoma tanka cev prirodno stabilizuje.
Prema izveštaju „Džons Hopkins medicine“, slične strukture kasnije su uočene i u ljudskom moždanom tkivu, pa nalaz nije ograničen na neurone miša. Njihova veličina može da se menja sa aktivnošću nervne ćelije, što otvara mogućnost da akson dinamički podešava sopstveni oblik.
Promena prečnika utiče na električni otpor i raspored jona duž membrane. Ako se biseri šire ili skupljaju, mogli bi da menjaju brzinu kojom impuls putuje, slično kablu čije fizičke osobine utiču na prenos signala. Modeli ukazuju da struktura nije ukras već deo funkcije.
To bi moglo biti važno za učenje, pamćenje i prilagođavanje nervnih mreža. Mozak možda ne reguliše komunikaciju samo promenom sinapsi već i sitnim promenama oblika „kablova“ između njih.
Ipak, nisu svi aksoni isti. Pojedini su obavijeni mijelinom, razlikuju se po prečniku, dužini i položaju, pa nije poznato koliko je biserna arhitektura rasprostranjena. Potrebno je snimiti više ljudskih uzoraka i različite delove nervnog sistema.
Udžbenički crtež neće postati potpuno pogrešan – glatka linija i dalje je korisna za objašnjavanje osnovne građe neurona. Ali ispod te jednostavne skice krije se mnogo složenija, promenljiva površina. Posle više od jednog veka, neuronski „kabl“ možda će morati da dobije novu ilustraciju.
S.B.
