เซลล์สมองมักถูกละเลยควบคุมการไหลเวียนของเลือดและทำให้ fMRI เป็นไปได้
ในที่สุดเซลล์สมองรูปดาวที่เรียกว่า astrocytes ก็ได้รับโอกาสที่จะส่องแสงในที่สุดนักวิจัยสองกลุ่ม 20รับ100 — หนึ่งใน MIT และอีกกลุ่มหนึ่งที่ Harvard — ได้แสดงให้เห็นว่า astrocytes ทำให้เลือดสูบฉีดไปยังส่วนต่าง ๆ ของสมองที่กำลังคิดหนัก เซลล์เหล่านี้อาจใช้การไหลเวียนของเลือดและเทคนิคอื่นๆ เพื่อเร่งการสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาทหรือทำให้ช้าลง และอาจมีบทบาทในการจัดเก็บข้อมูลด้วยซ้ำ ผลการวิจัยระบุว่า astrocytes ไม่ได้เป็นเพียงตัวแสดงสำหรับเซลล์ประสาทเท่านั้น พวกเขาสมควรได้รับการยอมรับว่าเป็น costar ที่แท้จริง
Venkatesh Murthy หัวหน้ากลุ่ม Harvard กล่าวว่า “โดยปกติแล้ว Astrocytes จะถูกลืม แต่พวกมัน “ถูกต้องในสิ่งต่างๆ”
โดยทั่วไปแล้วเซลล์ประสาทจะได้รับความสนใจจากนักวิจัยมากที่สุดเพราะเป็นเซลล์สมองที่ทำหน้าที่คิดทั้งหมด แต่เซลล์ประสาทจะอยู่ในสมองร่วมกับเซลล์ที่เรียกว่า glia ซึ่งในภาษากรีกแปลว่า “กาว” Glia มีมากกว่าเซลล์ประสาทในสมองของมนุษย์ 10 ต่อ 1 และ astrocytes เป็นเซลล์เกลียที่มีมากที่สุด
มุมมองของ astrocytes เปลี่ยนไปอย่างช้าๆในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ครั้งหนึ่งเคยคิดว่าแอสโตรไซต์ทำมากกว่าแค่การยึดสมองไว้ด้วยกัน และส่วนใหญ่ก็เพิกเฉย อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ว่าเซลล์รูปดาวมีส่วนช่วยในการเชื่อมโยงระหว่างเซลล์ประสาทกับการควบคุมระดับสารเคมีในสมอง แต่กิจกรรมเหล่านั้นถูกมองว่าเป็นบทบาทสนับสนุนเป็นหลัก ตอนนี้หน้าที่หลักในการควบคุมการไหลเวียนของเลือดบ่งชี้ว่า astrocytes สมควรได้รับการเรียกเก็บเงินที่สูงขึ้น อันที่จริงถ้าไม่มี astrocytes เครื่องมือที่ทรงพลังที่สุดของประสาทวิทยา – MRI เชิงหน้าที่ – จะไม่สามารถทำได้
MRI เชิงหน้าที่อาศัยสมมติฐานว่าการไหลเวียนของเลือดมีการประสานกับกิจกรรมของเซลล์ประสาท แต่กลไกที่เชื่อมโยงการไหลเวียนของเลือดไปยังกิจกรรมยังคงเป็นเรื่องลึกลับ
นักวิทยาศาสตร์บางคนสงสัยว่า astrocytes อาจมีบทบาทในการไหลเวียนของเลือดเนื่องจากเซลล์มี “ปลายเท้า” ที่ยึดติดกับไซแนปส์ – สถานที่ที่เซลล์ประสาทเชื่อมต่อ – และปลายเท้าอื่น ๆ ที่พันรอบเส้นเลือดฝอย แต่ไม่มีใครพิสูจน์ได้ว่าแอสโตรไซต์สามารถมีอิทธิพลต่อการไหลเวียนของเลือดในสัตว์ที่มีชีวิตได้
การทำงานกับพังพอน Mriganka Sur และเพื่อนร่วมงานที่ MIT ใช้เทคนิคกล้องจุลทรรศน์ขั้นสูงเพื่อวัดการตอบสนองของ astrocytes ต่อสิ่งเร้าทางสายตา กลุ่มรายงานการค้นพบ 20 มิถุนายนในวิทยาศาสตร์ เซลล์ประสาทในเยื่อหุ้มสมองมองเห็นของพังพอน แมว ลิง มนุษย์ และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชั้นสูงอื่นๆ ถูกจัดเรียงเป็นคอลัมน์ของเซลล์ที่ตอบสนองต่อวัตถุที่มุ่งไปในทิศทางเดียวกัน ตัวอย่างเช่น คอลัมน์หนึ่งจะตอบสนองต่อขอบแนวตั้งของอาคาร ในขณะที่อีกคอลัมน์ที่อยู่ใกล้เคียงจะได้รับการกระตุ้นด้วยเส้นแนวนอน คอลัมน์ที่ปรับให้เข้ากับทุกทิศทางที่เป็นไปได้ของเส้นจะอยู่ใกล้กันในสิ่งที่นักประสาทวิทยาเรียกว่าศูนย์ล้อหมุน
นักวิจัยหลังปริญญาเอกของ Sur James Schummers และ Hongbo Yu ใช้สีย้อมเรืองแสงเพื่อแสดงเวลาที่เซลล์ประสาทและ astrocytes เริ่มทำงาน เซลล์ประสาทตอบสนองในเวลาไม่กี่วินาทีต่อการมองเห็นที่แวบเข้ามาในดวงตาของสัตว์ที่ดมยาสลบ ประมาณสามถึงสี่วินาทีหลังจากที่เซลล์ประสาทเริ่มยิง ระดับแคลเซียมในแอสโตรไซต์จะเริ่มสูงขึ้น ซึ่งเป็นสัญญาณว่าเซลล์ทำงานและส่งสัญญาณ การไหลเวียนของเลือดผ่านเส้นเลือดฝอยจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของแคลเซียม
Murthy และเพื่อนร่วมงานของเขาได้รับผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันกับเซลล์ประสาทและแอสโทรไซต์ในศูนย์ตรวจวัดกลิ่นในหลอดดมกลิ่นของหนู การศึกษาดังกล่าวปรากฏในวันที่ 26 มิถุนายนในเซลล์ประสาท
นักวิจัยแสดงให้เห็นแอสโทรไซต์ฟังการสนทนาทางเคมีระหว่างเซลล์ประสาท
โดยดูดซับสารสื่อประสาท เช่น กลูตาเมต นักวิจัยพบว่า Astrocytes ใช้สองวิถีทางในการตอบสนองต่อกลูตาเมต: เซลล์มีตัวรับกลูตาเมตที่ส่วนท้ายซึ่งอยู่ติดกับไซแนปส์และเซลล์ยังสามารถรับสารสื่อประสาทในอีกทางหนึ่ง
Glia ไม่เพียงแต่แอบฟังเท่านั้น พวกเขายังควบคุมระดับของสารสื่อประสาทในไซแนปส์ ส่งสัญญาณไปยังเส้นเลือดฝอยเพื่อเพิ่มการไหลเวียนของเลือดไปยังเซลล์ประสาทที่หิวโหยออกซิเจน และมีส่วนร่วมในการรวบรวมข้อมูล Frank Kirchhoff นักประสาทวิทยาจากสถาบัน Max Planck Institute of Experimental Medicine ในเมือง Göttingen ประเทศเยอรมนี กล่าว การศึกษาทั้งสองแสดงให้เห็นว่า astrocytes เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณในสมอง เขากล่าว
แอสโทรไซต์ไม่เพียงแต่รับฟังการสนทนาเกี่ยวกับเซลล์ประสาทและรายงานต่อหลอดเลือดเท่านั้น แต่ยังพูดคุยกับเซลล์ประสาทอีกด้วย การปิดกั้นความสามารถของแอสโทรไซต์ในการตอบสนองต่อกลูตาเมตทำให้เซลล์ประสาทรู้สึกตื่นเต้นมากยิ่งขึ้น
“นั่นเป็นหลักฐานโดยตรงว่า astrocyte ไม่ได้เป็นเพียงใบหน้าสวยที่นั่งอยู่รอบ ๆ [สารสื่อประสาท] แต่ยังมีบทบาทในการคำนวณด้วย” Sur กล่าว 20รับ100
