Nu e doar în capul tău: frigul și căldura ajung în creier pe rute separate

Cercetătorii au reușit să cartografieze traseul neuronal prin care oamenii percep temperaturile scăzute și au descoperit că acesta este separat de cel responsabil de senzația de căldură.

Pentru prima dată, oamenii de știință au prezentat întreaga cale senzorială prin care pielea comunică temperaturile către creier. Rezultatul arată că temperaturile mai scăzute au un traseu propriu și dedicat - ceea ce sugerează că organismul are circuite diferite pentru a interpreta căldura și răcoarea, notează Live Science.

Studiul, publicat pe 28 iulie în revista Nature Communications, este primul care descrie calea completă prin care sunt percepute temperaturile mai scăzute, de la nivelul pielii până la creier.

Echipa de cercetători a trasat acest „plan al cablajului” la șoareci pentru a înțelege cum stimulii de răcoare de pe piele sunt transformați în informații pe care creierul le poate interpreta și la care poate reacționa. Cercetătorii spun că aceleași circuite de temperatură se regăsesc, cel mai probabil, și la oameni.

„Această cercetare reprezintă o schimbare importantă în felul în care înțelegem percepția senzorială”, a declarat co-autorul studiului, Bo Duan, specialist în biologie moleculară, celulară și de dezvoltare la Universitatea din Michigan.

Anterior, neurologii credeau că toate senzațiile de temperatură, de la frig intens până la fierbinte, urmează aceeași cale generală spre creier. Acest studiu arată, pentru prima dată, că diferite segmente ale spectrului de temperatură folosesc circuite diferite pentru a alerta creierul.

„Aceasta nu doar că rafinează înțelegerea noastră, dar deschide și ușa unor direcții complet noi de cercetare despre modul în care sistemul nostru nervos procesează tipuri diferite de informații senzoriale”, a transmis Duan într-un e-mail pentru Live Science.

O descoperire cu impact

Cercetătorii au folosit tehnici avansate de imagistică, monitorizarea activității electrice a inimii, analize comportamentale și date genetice detaliate pentru a afla cum transmit șoarecii senzația de răcoare de la piele către creier.

Ei au observat existența unor receptori specializați pe piele, sensibili la temperaturi între 15 și 25 de grade Celsius, considerate răcoroase. Când acești receptori sunt activați, ei stimulează neuronii senzoriali care trimit semnale către măduva spinării. Acolo, semnalele sunt amplificate și transmise mai departe, activând în final neuronii conectați cu creierul.

Acești receptori specifici temperaturii erau deja cunoscuți – iar descoperirea lor a adus Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină în 2021. Noutatea constă în faptul că semnalul de răcoare este amplificat în măduva spinării, un mecanism necunoscut până acum.

Într-un experiment, cercetătorii au dezactivat la șoareci celulele responsabile de această amplificare – interneuroni specializați – și au constatat că animalele nu au mai reacționat la temperaturi reci. Mai mult, acești interneuroni răspundeau doar la stimuli de răcoare, nu și la stimuli de căldură sau frig intens.

Ce urmează

„Prin descoperirea modului în care aceste semnale sunt procesate în creier, cercetarea noastră pune bazele protejării și îmbunătățirii acestui aspect fundamental al sănătății umane”, a explicat Duan.

Deși studiul a fost realizat pe șoareci, Duan este convins că rezultatele sunt aplicabile și oamenilor. Cercetările anterioare sugerează că oamenii au aceleași componente care formează calea senzorială pentru răcoare.

În continuare, echipa își propune să înțeleagă cum interacționează acest nou traseu descoperit cu alte circuite senzoriale, precum cele pentru durere sau mâncărime. Totodată, oamenii de știință vor să afle cum pot contribui disfuncțiile acestor sisteme la sensibilitățile la temperatură.

„Pentru a răspunde acestor întrebări, intenționăm să folosim tehnici de imagistică avansată și instrumente genetice pentru a explora acest traseu în detaliu”, a precizat Duan.

Descoperirea ar putea avea aplicații directe în medicină. De exemplu, unii pacienți cu cancer aflați sub tratament chimioterapic dezvoltă alodinie la rece – o afecțiune în care chiar și o răcoare ușoară este resimțită ca dureroasă. „Prin înțelegerea circuitului specific al senzației de răcoare, am putea dezvolta terapii care să reducă astfel de efecte secundare”, a sugerat Duan.

Studiul pe șoareci este doar primul pas în cartografierea acestor căi senzoriale esențiale.

„Există încă multe circuite senzoriale în creier pe care nu le înțelegem pe deplin, iar studiul nostru este doar un exemplu despre cum cartografierea lor poate duce la descoperiri extrem de interesante”, a conchis Duan.