Mózg aktywuje odpowiedź układu odpornościowego już na sam widok chorej osoby, pokazują nowe badania. Odkrycia te sugerują, iż posiadamy system alarmowy, który reaguje nie tylko po kontakcie fizycznym z chorym, ale już na samą perspektywę zakażenia.
Układ odpornościowy gwałtownie reaguje na infekcje, ale nie zawsze jest w stanie działać wystarczająco szybko, aby zapobiec poważnej chorobie. Po kontakcie z patogenem może być już za późno na odpowiednio silną reakcję. Naukowcy obserwując działania naszego układu immunologicznego zadali sobie pytanie, czy istnieje jakiś system, który mógłby wyczuwać potencjalne zagrożenie i sygnalizować je układowi odpornościowemu, przygotowując go do odpowiedzi? Okazuje się, iż tak, iż istnieje system alarmowy, który może uruchomić już sam widok chorej osoby, choćby jeżeli znajduje się ona zbyt daleko, by nas zarazić.
Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Nature Neuroscience” (DOI: 10.1038/s41593-025-02008-y).
Reakcja wyprzedzająca
W swoich pracach naukowcy wykorzystali zestawy do wirtualnej rzeczywistości. Do badań zaprosili łącznie 248 osób w wieku 18-49 lat. Wśród badanych były 132 kobiety. Naukowcy pokazywali uczestnikom zbliżające się do nich awatary. Niektóre z nich wykazywały wyraźne oznaki choroby zakaźnej, jak wysypka na twarzy. Inne, należące do grupy kontrolnej, wyglądały na zdrowe. Część uczestników nie została wyposażona w zestawy wirtualnej rzeczywistości i nie widziała awatarów, ale otrzymała szczepionkę przeciw grypie, co oznaczało kontakt z rzeczywistym patogenem. Wszystkim uczestnikom zbadano krew i wykonano skany mózgu przy pomocy funkcjonalnego rezonansu magnetycznego. Przebadano też ich aktywność elektryczną mózgu przy pomocy elektroencefalografii.
Naukowcy odkryli, iż zbliżenie się w wirtualnej rzeczywistości chorego awatara aktywowało obszary mózgu powiązane z przestrzenią osobistą. Następnie nastąpił wzrost aktywności w obszarze mózgu związanym z rozpoznawaniem ważnych zdarzeń, w tym zagrożeń, i reagowanie na nie. To z kolei aktywowało nieswoiste komórki limfoidalne (Innate Lymphoid Cells, ILC), które stanowią część pierwszej linii obrony organizmu przed intruzami i których po zbliżaniu się chorego awataru było znacznie więcej. Poziom tych komórek we krwi może gwałtownie wzrosnąć, gdy organizm jest bezpośrednio narażony na działanie patogenu, ale w tym przypadku wystarczył widok wirtualnej infekcji i sama perspektywa narażenia.
Co ciekawe, aktywność immunologiczna u osób, do których zbliżyły się zakażone awatary, była podobna do aktywność u uczestników, którzy otrzymali szczepionkę przeciw grypie.
System alarmowy
Seria eksperymentów z wykorzystaniem zestawów do wirtualnej rzeczywistości ujawniła, jak wrażliwy jest nasz mózg na objawy choroby. Kiedy uczestnicy widzieli z różnej odległości wirtualnego awatara wykazującego wyraźne objawy choroby, ich mózgi od razu uruchamiały sygnały alarmowe, a ich układ odpornościowy przechodził w stan wysokiej gotowości. Z kolei, gdy widzieli zdrowego, neutralnie wyglądającego awatara, ich mózgi nie wykazywały tych samych wzorców aktywacji, a w ich krwi nie stwierdzono natychmiastowego wzrostu markerów odpornościowych.
„Te dane pokazują, iż komórki ILC reagują na infekcje nie tylko wtedy, gdy te zostaną wykryte w organizmie, ale także wtedy, gdy zostaną przetworzone jako potencjalne zagrożenie zbliżające się do organizmu” – napisali autrzy w publikacji.
Kiedy naukowcy wykorzystali uczenie maszynowe do statystycznej analizy wyników swoich eksperymentów, odkryli, iż aktywność mózgu w wykrywaniu zagrożeń może w dużej mierze wyjaśniać odpowiedź immunologiczną. Po zobaczeniu wirtualnej osoby chorej z daleka, mózgi uczestników rozświetlały się w unikalny sposób, którego nie obserwowano, gdy awatar był neutralny. Awatary chorych, które znajdowały się najdalej, wywołały najsilniejszą reakcję sieci neuronowej mózgu.
Odkrycia te sugerują, iż gdy mózg wyczuwa zbliżające się zagrożenie, reaguje szybko, uruchamiając aktywność w różnych obszarach mózgu, które następnie komunikują się z układem odpornościowym. „Te odkrycia sugerują zintegrowaną reakcję neuroimmunologiczną u ludzi na zagrożenie infekcją, nie tylko po kontakcie fizycznym” – podsumowują autorzy.
Naukowcy twierdzą, iż badania te mogą pomóc w udoskonaleniu szczepionek. Środowisko wirtualnej rzeczywistości może zwiększyć aktywność komórek odpornościowych, na które oddziałują szczepionki. To z kolei może wzmocnić odpowiedź immunologiczną na szczepionki, a tym samym ich skuteczność.
Źródło: Science, Science Alert, fot. Pezels/ CC0
