Wie unser Fingerspitzengefühl funktioniert

Laut einer am 22. Dezember veröffentlichten Studie ZelleNeurowissenschaftler an der School of Medicine der Johns Hopkins University haben herausgefunden, wie der Tastsinn im Nervensystem und in der Haut zusammenhängt. Diese Ergebnisse bieten neue Möglichkeiten zu verstehen, wie das Gehirn Informationen von behaarter Haut sammelt und verarbeitet.
David Ginty, Ph.D., Professor für Neurowissenschaften an der Johns Hopkins, erklärt:

"Du kannst ein einzelnes Haar auf deinem Arm ablenken und es fühlen, aber wie kannst du den Unterschied zwischen einem Regentropfen, einer leichten Brise oder einem Stock eines Stocks erkennen? Berührung ist nicht ja oder nein; es ist sehr reich, und jetzt sind wir Ich beginne zu verstehen, wie all diese Eingaben verarbeitet werden. "

Um zu erfahren, wie sich berührungsempfindliche Nervenzellen entwickeln, haben Ginty und sein Team beschlossen, neue Werkzeuge zu entwickeln, mit denen sie einzelne Nervenzellen untersuchen können. In der Haut gibt es über 20 breite Klassen sogenannter mechanosensorischer Nervenzellen, die alles vom Schmerz bis zur Temperatur wahrnehmen - sechs dieser Nervenzellen sind für eine leichte Berührung verantwortlich.
Bis jetzt waren elektrische Aufzeichnungen der einzige Weg, um eine Zelle von einer anderen zu unterscheiden, da jeder Zelltyp einen unterschiedlichen Strom auf der Grundlage dessen erzeugt, was Sinne ist.

Ginty und sein Team veränderten genetisch veränderte Nagetiere, um ein fluoreszierendes Protein im niedrigschwelligen mechanosensorischen C-Typ-Rezeptor oder C-LTMR (eine Art Nervenzelle) herzustellen. Unter einem Mikroskop konnten Zellen, die fluoreszierendes Protein enthielten, in ihrer Gesamtheit gesehen werden. Die Wissenschaftler entdeckten, dass jede C-LTMR-Zelle Projektionen an bis zu 30 verschiedene Haarfollikel sendet.
Mäuse haben drei verschiedene Arten von Haaren:

• 1% der gesamten Körperbehaarung ist ein dickes, langes Haar
• 23% der Körperhaare sind kürzere Haare, die Ahle genannt werden
• während 76% ist ein feines Haar namens Zickzack

Die Wissenschaftler entdeckten, dass etwa 80% der C-LTMR-Zellendigungen an Zick-Zack-Haarfollikel, die anderen C-LTMR-Zellenden an die Ahle / Auchene binden, während keine an die Haarfollikel gebunden sind.
Nachdem zwei andere Arten von Nervenzellen in ähnlicher Weise markiert wurden, entdeckte das Team, dass jeder Haartyp einen unterschiedlichen und spezifischen Satz von Nervenenden hat, die damit verbunden sind. Ginty sagte: "Dies macht jedes Haar zu einem einzigartigen mechanosensorischen Organ."
Außerdem stellte das Team fest, dass jeder Haartyp gleichmäßig verteilt und in der gesamten Haut strukturiert ist.
Um zu bestimmen, wie der gesamte Input von jedem Haar gesammelt und an das Gehirn übertragen wird, verwendete das Team eine andere Färbemethode, die es ermöglichte, das andere Ende der Zelle im Rückenmark zu färben.
Sie entdeckten, dass die Nerven, die mit jedem Hautstück verbunden sind, das ein Schutzhaar und andere assoziierte kleinere Haare enthält, in Säulen im Rückenmark angeordnet sind - die in der Nähe liegenden Säulen entsprechen den Hautstellen in der Nähe. Das Team schätzt, dass es etwa 3000 bis 5000 Säulen im Rückenmark gibt, wobei jede Säule für 100 bis 150 Haarfollikel verantwortlich ist.
Wie übersetzt das Gehirn, was jeder Haarfollikel erlebt? Ginty erklärt: "Wie das passiert ist bemerkenswert und wir sind ziemlich ratlos." Ginty vermutet jedoch, dass die Organisation der Spalten entscheidend dafür ist, wie die verschiedenen Eingaben verarbeitet werden, bevor eine Nachricht an das Gehirn gesendet wird.
Obwohl Menschen nicht so behaart sind wie Mäuse, teilen wir einige der gleichen Strukturen nach Ginty. Diese Untersuchung, zusammen mit der Entwicklung neuer Zellmarkierungswerkzeuge, öffnet mehrere Türen für neue Forschung im Verständnis von Berührung und anderen Sinnen, sagte Ginty.
Geschrieben von Grace Rattue