Kako komuniciraju stanice ?

Samo se u Njemačkoj istraživanjem funkcija mozga bavi ukupno 17 Max-Planck instituta. Oni istražuju što se, na primjer, zbiva u mozgu za vrijeme procesa učenja.
Sva živa bića imaju sposobnost učenja - gliste, muhe, zebraste ribice i miševi. To su četiri tipične životinje na kojima se vrše ispitivanja: njih je lako istraživati u laboratorijima, a one imaju puno gena sličnih ljudskim genima. Bert Sakman, stručnjak za fiziologiju stanica i dobitnik Nobelove nagrade za medicinu, očito jako voli miševe: "Miš ima iznenađujuće velik repertoar ponašanja. Na primjer, miševi se u nekom prostoru orijentiraju ne samo vođeni impulsom straha, već i prema načelu nagrađivanja. Miševi mogu preskočiti neki procjep, ako ih na drugoj strani čeka nagrada. Lako se dade izmjeriti kako se treningom stječe ta sposobnost. Kada se prekine s treningom, onda ta sposobnost nestaje."

Struja kao vodič

Ni kod ljudi nije drugačije, no ljudi ipak nisu - miševi. Znanstvenici već stoljećima istražuju funkcije ljudskog mozga. Procjenjuje se da čovjek ima stotine milijardi moždanih stanica. Te su stanice međusobno povezane takozvanim sinapsama, a u svakoj stanici ima ih do desetak tisuća. Treningom se te spojnice u stanicama mijenjaju - jačaju ili slabe. Moždane stanice neprestano razmjenjuju informacije i šalju električne signale - to se može mjeriti kao takozvana "moždana struja". Na vanjskoj opni stanice - membrani - smješteni su vrlo sićušni djelovi koji omogućavaju protok struje: "Do tog protoka struje dolazi otvaranjem malih pora koje se može označiti i kao kanale. Oni omogućavaju prijenos iona, djelova koji su pod električnim nabojem, s vanjske strane membrane u unutrašnji dio stanice. Tako nastaje protok struje."

Nobelovci u akciji

Bert Sakmann i njegov kolega Erwin Neher su bili prvi kojima je prije trideset godina pošlo za rukom mjerenje ionske struje u tim kanalima. Njihov je način mjerenja bio genijalno jednostavan: oni su uz pomoć jedne kapaljke, elektrode, mikroskopa i pojačala revolucionirali cjelokupnu biologiju stanica, za što su 1991. godine dobili Nobelovu nagradu za medicinu. Četiri godine prije toga dobili su Leibnitzovu nagradu Njemačkog udruženja istraživača, dotiranu s tri milijuna maraka, čega se Bert Sakman rado prisjeća: "Tada je molekularna biologija bila u usponu, a u Goetingenu ona gotovo da nije ni postojala. To mi je omogućilo da vrlo brzo i nebirokratski osnujem odio za molekularnu biologiju zajedno s još nekoliko vrlo zagrijanih mladih ljudi. Vrlo sam uspješno surađivao s japanskim profesorom Shosaku Numom, koji je tada uživao svjetsku slavu, ali tada smo uvijek bili vezani uz to što su oni htjeli. To što smo mi htjeli istraživati nije uvijek nailazilo na odobrenje i zato sam odjednom mogao raditi potpuno neovisno. To je za nas bilo vrlo, vrlo bitno."
Kad su jednom krenuli, sve se odvijalo strelovitom brzinom. Bert Sakmann i Erwin Neher spadaju danas među najuglednije istraživače stanica u svijetu. Sakman je voditelj odjela fiziologije stanica u Heidelbergu u institutu Max-Planck za medicinska istraživanja. Njega najviše zanimaju male mreže nervnih stanica koje upravljaju nekim radnjama - područje o kojem se za sada vrlo malo zna.

Mogu li glupi postati pametni?

Poznato je jedino to da jedna stanica sama ne može puno toga pokrenuti. Za neku radnju potrebno je aktivirati cijeli splet stanica - deset, stotinu ili pak nekoliko tusuća. Čovjek rođenjem stječe sposobnost uspostavljanja spojeva među stanicama, a na koji način on to koristi, ovisi o svakom pojedincu. Na to utječe iskustvo, okolina i proces učenja - slično kao i kod glista, muha, ribica i miševa. No, laboratorijski miševi nisu samo sposobni za učenje, njima se može i genetski manipulirati.
Zbog čega onda ne bismo sinapse u mišjim mozgovima malo dodatno stimulirali? Možda bi tako od jednog priglupog miša mogao nastati jedan vrlo inteligentan super-miš? No, Bert Sakmann već zna kamo to vodi: "Općenito uzevši, takvi zahvati smanjuju sposobnost učenja - meni nisu poznati slučajevi poboljšanja.To je vjerojatno rezultat činjenice da se tijekom milijuna godina svaki sustav dalje razvija i poboljšava. Tim relativno jednostavnim zahvatima taj se sustav ne može optimirati."