נוירונים של Purkinje: התאים האניגמטיים של קליפת המוח הקטן

תחת מיקרוסקופ, נוירוני Purkinje נראים כמעט כמו עצים. מומחים למדעי המוח תיארו אותם לעתים קרובות כחלק מהתאים המאתגרים והחידתיים ביותר בגוף האדם. אנו יודעים, למשל, שהם נמצאים במוח הקטן, כמו גם בלב. בנוסף, כמה מחקרים עדכניים מצביעים על כך שיכול להיות גם קשר בין תאי Purkinje להתפתחות של הפרעת הספקטרום האוטיסטי (ASD).

היקום הנוירולוגי מרתק כמעט כמו היקום עצמו. אבל לא רק הצורה והגודל הבלתי רגילים שלהם הופכים את התאים האלה לבולטים כל כך. תאמינו או לא, תאי Purkinje מקבלים עד פי עשרה יותר חיבורים מכל נוירון אחר.

מדענים חוקרים את המבנים הללו במשך שנים. שלא כמו נוירונים מעכבים אחרים, יש להם גם את היכולת "לכבות" תאים מחוץ למוח הקטן. למעשה, הפעילות האלקטרופיזיולוגית שלהם כל כך ייחודית שהיא עשויה לסייע בפיתוח של טיפולים וגישות חדשות למצבים שונים.

עם זאת, מחקר מסוג זה לוקח זמן. אוניברסיטאות כמו אוניברסיטת טוקיו עורכות מחקרי מעבדה על דג הזברה במשך שנים, ומנסות להבין את תפקידיו השונים ואת ההשלכות הפוטנציאליות שעשויות להיות לו בהופעת הפרעות נוירולוגיות מסוימות.

נוירוני Purkinje: מה הם והיכן הם ממוקמים?

נוירוני Purkinje הם סוג של תא מוח Gabaergic, כלומר יש להם פונקציה מעכבת. ישנם כ-30 מיליון מהנוירונים הללו במוח הקטן, וכמה מהם בשריר הלב. למעשה, המספר הגדול של סיבי Purkinje בלב מאפשר לו לייצר ולהעביר דחפים חשמליים.

תאים אלה התגלו לראשונה על ידי יאן אוונגליסטה פורקיני. Purkyně היה נוירולוג באוניברסיטת ורוצלב, בפרוסיה. בשנת 1832, הוא הצליח לצפות בהם בפעם הראשונה תחת סוג של מיקרוסקופ אכרומטי. חמש שנים לאחר מכן, הוא הציג את ממצאיו לקהילה המדעית בבוהמיה לשעבר, כיום צ'כיה.

שנים מאוחר יותר, קמילו גולגי, מאוניברסיטת פאביה באיטליה, ניסה לבחון את תאי פורקיניה על ידי צביעתם בחנקתי כסף, בתקווה לקבל תובנה נוספת לגבי אופן פעולתם. גם Santiago ramón y cajal, מאוניברסיטת ברצלונה, ערך מחקרים משלו בנושא. בשנת 1906 זכו שני המדענים בפרס נובל ברפואה על תרומתם להבנת מבנה מערכת העצבים.

מהם תאי purkinje?

כפי שכבר הזכרנו, תאי Purkinje הם נוירונים מעכבים. הנוירונים האלה גדולים להפליא ומקבלים מספר מדהים של קשרים. ד"ר תומס לאוני, מנהל היחידה למחקר מולקולרי במכון ריקן ביפן, הוא אחד המומחים המובילים למבני מוח אלו.

• כפי שהוא מסביר במספר עבודות שונות בנושא, הנוירונים הללו הם מבנים בצורת עץ, עם דנדריטים מסועפים מאוד, ואקסון בודד שהוא יכול לשלוח ממנו דחפים חשמליים.
• לגוף של כל תא יש קוטר של כ-80 מיקרון. יש להם פוטנציאל לעכב נוירונים מעוררים בחוט השדרה.
• אחד המאפיינים העיקריים של תא Purkinje הוא יכולתו "לכבות" נוירונים אחרים מחוץ לקליפת המוח הקטן.
• כמו כן, נציין כי ישנם שני סוגים של נוירוני Purkinje: סיבי אזוב (שמקורם בגזע המוח) וסיבים מטפסים (שממוקמים ב-medulla oblongata).

נוירוני Purkinje: פונקציות מעכבות

תאי Purkinje ממלאים תפקיד חשוב בתהליכים מוטוריים ולמידה. בשנים האחרונות התרחשו מספר תגליות חשובות הנוגעות לתפקודי המוח הקטן, כאשר ללא ספק תאים אלו יהיו חשובים מאוד.

• רוב תאי ה-Purkinje משחררים נוירוטרנסמיטר בשם GABA (חומצה גמא-אמינו-בוטירית), שיש לו פעולה מעכבת על נוירונים אחרים. לפיכך, דחפים עצביים מופחתים, ומאפשרים לתאי Purkinje לווסת ולתאם תנועות מוטוריות.
• ויסות אלקטרופיזיולוגי זה מושג בשתי דרכים. ראשית, הם יכולים לעשות זאת באמצעות הדנדריטים (או הקוצים) שלהם שמייצרים תדרים חשמליים הנעים בין 17 ל-150 הרץ. הם יכולים גם להפעיל סוג אינטנסיבי יותר של דחף חשמלי, בתדר של בין אחד לשלושה הרץ.

תאי Purkinje ואוטיזם

בתחילת 2018 פרסם כתב העת המדעי Molecular psychiatry מחקר מעניין שנערך בבית הספר לרפואה של הרווארד. על פי מחקר זה, חוסר תפקוד של תאי ה-Purkinje של המוח הקטן עשוי להיות מעורב בהתפתחות של הפרעת הספקטרום האוטיסטי (ASD). זו רק השערה אחת מני רבות שעלו בשנים האחרונות.

הגורם לשינוי זה הוא גנטי, והוא ידוע כ- Tuberous Sclerosis Complex (TSC). חוקרים גם הבחינו שלמטופלים רבים עם אוטיזם יש מספר נמוך מאוד של נוירוני purkinje. לעתים קרובות זה גורם לבעיות בוויסות ההתנהגות, שליטה מוטורית וגירוי יתר מתמשך, כמו גם ליקויים חברתיים.

נכון לעכשיו, מדענים מנסים ליצור נוירוני Purkinje מתאי גזע. גם סוג של חלבון מפותח, שיכול לעזור להפעיל מחדש את הפונקציונליות והייצור של המבנה החיוני הזה אצל ילדים. זה פותח אפשרויות רבות לעתיד, ואנו מצפים לראות איזה מידע חדש יתגלה במהלך השנים הקרובות.