Kolmas luento: Välittäjäaineita ja isoäitisoluja

Luennolla käsiteltiin alkuun synapsin toimintaa ja erityisesti miten välittäjäaineet vaikuttavat siinä. Välittäjäaineet voivat vaikuttaa synapseissa aktiopotentiaalin syntyyn joko eksitoiden eli kiihdyttäen tai inhiboiden eli jarruttaen. Välittäjäaineiden toiminta perustuu synapsissa olevien ionikanavien reseptoreihin, jotka avaavat ionikanavan väliaineen sitoutuessa niihin. Eksitoivat välittäjäaineet kiinnittyvät reseptoreihin, inhiboivat taas estävät eksitoivia kiinnittymästä. Lopullinen signaali riippuu näiden summasta: jos post-synaptinen potentiaali eli PSP ylittää kynnyspotentiaalin, aktiopotentiaali syntyy ja lähtee liikkeelle. Signaalien summaus voi olla paikallista (usea samanhetkinen signaali yhdessä synapsissa) tai ajallista (useita peräkkäisiä signaaleja lyhyen ajan sisällä).

Soluissa on useita erilaisia reseptoreita ja niihin liittyviä välittäjäaineita. Luennolta jäivät parhaiten mieleen ehkä entuudestaankin tutut motoneuroissa vaikuttava asetyylikoliini, masennuslääkkeissä käytetty serotoniini ja palkintohuume dopamiini, mutta muitakin välittäjäaineita oli kasoittain. Reseptorit eivät ole täysin ideaalisia, sillä niihin voi sitoutua myös muita välittäjäaineen kaltaisia aineita. Tämä selittää erilaisten (hermo-)myrkkyjen ja huumausaineiden toiminnan. Välittäjäaineiden määriin elimistöllä voidaan vaikuttaa niiden takaisinottoa säätelevillä lääkkeillä. Ainakin yhtä ryhmäläistä jäi mietityttämään välittäjäaineiden suuri määrä – mitä etua tästä on elimistölle, verrattuna siihen että käytettäisiin pienempää joukkoa välittäjäaineita?

Luennolla pohdittiin kuinka paikallisesti aivot käsittelevät tietoa. Aivoissa tuskin on yksittäistä ”isoäitisolua”, joka aktivoituisi kun ihminen näkee isoäitinsä. Kuitenkin luennolla kerrottiin tutkimuksesta, jossa koehenkilölle näytettiin erilaisia kuvia ja tarkasteltiin mitkä osat aivoja aktivoituivat. Kun koehenkilö katsoi kuvia joissa esiintyi Jennifer Aniston, aivoissa olivat aktiivisena selvästi eri alueen kuin muissa kuvissa. Tämän perusteella aivot voivat ehkä sittenkin käsitellä joitain asioita varsin paikallisesti.

Lopuksi luennolla puhuttiin long term potentiationista (LTP) eli siitä miten hermosolut toimivat kun ne ovat pitkäaikaisessa käytössä. Ilmiössä kahden hermosolun lauetessa useasti samaan aikaan, näiden välille syntyy vahvempi yhteys. Tämän avulla voidaan selittää ehdollistumista ja muita oppimiseen liittyviä ilmiöitä. LTP:n mekanismi perustuu postsynaptisen hermosolun reseptoreiden ja presynaptisen hermosolun lähettämien välittäjäaineiden määrän kasvuun. Tässä mekanismissa sellaiset aineet kuten NMDA ja glutamaatti ovat tärkeässä roolissa. Ainakin allekirjoittaneelta jäi tarkempi mekanismi vielä hieman epäselväksi.