Amikor az idegtudomány atyja, Santiago Ramón y Cajal spanyol kutató több mint 100 évvel ezelőtt elsőként vizsgálta a neuronok szerkezetét, hamar rájött, hogy a sejttestből kiinduló, gyökérszerű, rövidebb nyúlványok, a dendritek, amelyeken keresztül a neuron a szomszédos sejtek jeleit veszi, az emberben sokkal hosszabbak, mint akár a rágcsálókban, akár a nem emberi főemlősökben. Egy új vizsgálat szerint az emberi dendritek ezen túl sajátos elektromos tulajdonságokkal is rendelkeznek, ami sokban megmagyarázhatja agyunk magas szintű információfeldolgozási képességét.
Bár Cajal kezdeti megfigyeléseitől kezdve a szakértők gőzerővel belevetették magukat a neuronok tanulmányozásába, a dendritekről azok anatómiáján túl nagyon sokáig semmit nem tudtunk, mondja Mark Harnett, az MIT idegkutatója. Ezért is kezdte vizsgálni a szakértő kollégáival a nyúlványok elektromos viselkedését, amellyel kapcsolatban korábban alig-alig történtek kutatások.
Harnett csapata arra volt kíváncsi, hogy a dendritek hossza hogyan befolyásolja a jeltovábbítást. Ennek kiderítésére epilepsziás betegekből eltávolított agyi szöveteket vizsgáltak. A kísérletezés nem volt egyszerű, a rohamok megelőzésére végzett műtétek után ugyanis a szövetek csak pár napig voltak használhatók. Így ha megvolt egy-egy minta, a kutatók rohantak vele a laborba, ahol 48 órán keresztül, műszakokban váltva egymást kísérleteztek ezekkel, hogy minél több adatot gyűjtsenek be a rendelkezésre álló rövid idő alatt.
Harnett csapata eddig kilenc ember és harminc patkány idegszövetét vizsgálta meg ilyen módon. A kísérletek során apró üvegtűkkel tanulmányozták az egyes neuronok aktivitását. A vizsgálatokból pedig az derült ki, hogy bár a patkány és az ember neuronjai sok szempontból hasonlóan működnek, van néhány jellegzetes eltérés is köztük. Az egyik ilyen, hogy ha dendriteket elektromos inger éri, az emberi neuronok sejttestében sokkal alacsonyabb aktivitás mérhető, mint a patkányok neuronjainak ugyanezen részén. Ez a szakértők szerint az jelzi, hogy a jelfeldolgozás az emberi sejtekben sokkal széttagoltabban történik, vagyis annak legalább egy része lokálisan zajlik le a dendritekben, és nincs befolyással a sejttestre.
Harnett magyarázata szerint a dendritek hasonlóan működnek, mint egy hengerzár csapjai: ahhoz, hogy erősen hassanak a sejttestre, a lokális jelfeldolgozó egységeknek specifikus kombinációban kell együttműködniük. Ennek eredményeként pedig magasabb szintű számítási kapacitásra is képesek, mint a patkányneuronok.
Hogy a dendritek pontosan milyen számításokat végeznek, és hogyan befolyásolják a sejttest, az axon és más sejtek működését, az egyelőre rejtély, de a szakértők szerint lehetséges, hogy egy-egy ilyen nyúlvány többfajta, egyszerre beérkező jel együttes feldolgozásában és/vagy összekapcsolásában is szerepet játszhat. Az is elképzelhető például, hogy a dendritekben zajlik az olyan érzetek, mint például egy rózsa illata és alakja összekapcsolása. Ha ez így van, az azt jelentené, hogy a neuronok ezen, sokáig hanyagolt kisebb nyúlványai kulcsszerepet töltenek be a jelfeldolgozáson túl az emlékképzésben is.
