Widzisz chorego, a układ odporności już działa. Odkrycie wiele wyjaśnia

Już sam widok osoby z objawami infekcji wystarczy, by nasz mózg uruchomił reakcję immunologiczną. Tak wynika z badania z udziałem wirtualnej rzeczywistości.

Naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa oraz ze szwajcarskiego Szpitala Uniwersyteckiego w Lozannie odkryli, iż ludzki mózg potrafi antycypować zagrożenie infekcją i przygotować układ odpornościowy jeszcze zanim dojdzie do kontaktu z patogenem. W badaniu wykorzystano technologię VR. Zdrowi uczestnicy oglądali awatary z wyraźnymi objawami choroby (kaszel, wysypka), które stopniowo się do nich zbliżały w przestrzeni wirtualnej. Co zaskakujące, sam ten bodziec wystarczył, by uruchomić reakcje obronne w organizmie. Były one porównywalne z tymi, które pojawiają się po szczepieniu przeciwko grypie.

Mózg przygotowuje się na infekcję jeszcze zanim ta nastąpi

Jak czytamy w artykule opracowanym przez naukowców, istotnym obszarem badania była tzw. przestrzeń peripersonalna, czyli granica interakcji ciała z otoczeniem, monitorowana przez mózg pod kątem potencjalnych zagrożeń. Gdy awatary znajdowały się jeszcze daleko, mózg wykazywał zwiększoną aktywność w regionach odpowiedzialnych za integrację bodźców dotykowych i wzrokowych. Aktywowane zostały wtedy m.in. przednia wyspa, kora somatosensoryczna, przedruchowa i przedczołowa, a także struktury tworzące tzw. sieć istotności, odpowiedzialną za wykrywanie i klasyfikowanie zagrożeń. Co istotne, reakcje te były specyficzne dla infekcyjnych awatarów – nie pojawiały się w przypadku zwykłych postaci wywołujących lęk, ale niekojarzonych z chorobą.

Równolegle z badaniem aktywności mózgu naukowcy monitorowali odpowiedzi immunologiczne uczestników. Okazało się, iż widok chorej osoby powodował zmiany w częstości i aktywacji wrodzonych limfocytów (ILC), czyli w pierwszej linii obrony organizmu. Pod wpływem wirtualnego bodźca dochodziło do spadku ILC1s i jednoczesnego wzrostu ILC2s oraz prekursorów ILC. Sugeruje to aktywną migrację komórek odpornościowych do tkanek i gotowość do walki z patogenem. Co ciekawe, podobną reakcję zaobserwowano u osób zaszczepionych przeciw grypie.

Układ nerwowy i odpornościowy są w nieustannym dialogu

Badacze zidentyfikowali zwiększoną łączność funkcjonalną między mózgiem a podwzgórzem, czyli strukturą odpowiadającą za regulację układu odpornościowego poprzez oś HPA (podwzgórze-przysadka-nadnercza). Modelowanie danych wykazało, iż te połączenia, m.in. z przednią wyspą czy korą przedczołową, mają istotne znaczenie w synchronizacji reakcji neuronów i limfocytów. Model sieci neuronowej zastosowany w analizie z powodzeniem przewidział wzrost aktywności immunologicznej na podstawie aktywacji mózgu, co potwierdza istnienie realnego, biologicznego sprzężenia między sygnałami percepcyjnymi a odpowiedzią obronną.

To jedno z pierwszych badań, które dostarcza bezpośredniego dowodu na istnienie sektora w mózgu, który uruchamia reakcję immunologiczną jeszcze przed fizycznym kontaktem z patogenem. Taki mechanizm może mieć ogromne znaczenie w opracowywaniu nowych terapii, szczepionek oraz narzędzi diagnostycznych, a także w zrozumieniu chorób psychosomatycznych i autoimmunologicznych. Co więcej, technologia VR może w przyszłości służyć nie tylko do badań, ale także do modulowania odpowiedzi odpornościowej w bezpiecznym środowisku laboratoryjnym.

*Źródło grafiki wprowadzającej: Nur Alam Graphics / Shutterstock