علماء يكتشفون خرائط تصور كيفية ترتيب الخلايا العصبية الحسية

ترتيب الخلايا العصبية الحسية

يتم معالجة هذا السيل من المعلومات بواسطة أنظمتنا الحسية، حيث اكتشف العلماء خرائط تصور كيفية ترتيب الخلايا العصبية الحسية بناءً على وظيفتها لمعالجة هذه المعلومات بشكل فعال، ومع ذلك، لم يتم تحديد هذا النوع من الخرائط الوظيفية لحاسة الشم، ولكن الآن، وصف باحثو جامعة كاليفورنيا سان دييغو خريطة حسية للرائحة في ذباب الفاكهة، على سطح هوائيات الذباب، حيث يتم الكشف عن المواد الكيميائية ذات الرائحة، واكتشف العلماء كيف يتم تنظيم نظام حاسة الشم للذباب، ولماذا.

تم نشر هذه الخريطة الجديدة في صحيفة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم من قبل فريق بقيادة طالب الدراسات العليا شيوان تزي وو من مختبر العلوم البيولوجية، والبروفيسور تشيه يينغ سو. توضح الدراسة بالتفصيل كيفية تنظيم الخلايا العصبية للمستقبلات الشمية للذبابة، والمكونات التي تستشعر حاسة الشم، داخل الشعر الحسي.

وقال سو، المؤلف المشارك للدراسة: "نتعرض باستمرار للقصف بمئات المواد الكيميائية ذات الرائحة في بيئتنا، لقد وصفنا آلية محيطية سمحت للذبابة بفهم مثل هذه المحفزات المعقدة للغاية".

علماء يكتشفون خرائط تصور كيفية ترتيب الخلايا العصبية الحسية

نظام حاسة الشم لذبابة الفاكهة

يقدم الباحثون دليلاً على أن نظام حاسة الشم لذبابة الفاكهة، والذي وصفه سو بالبساطة والأناقة، منظم لمنح الحشرة القدرة على إجراء تقييمات سريعة للروائح بطريقة غير معتادة تتحايل على التواصل التشابكي، وهو مكلف من الناحية الأيضية، وبدلاً من ذلك، تتواصل الخلايا العصبية للمستقبلات الشمية للحشرة من خلال التفاعلات الكهربائية مع الشبكات القريبة، ويشير الباحثون في الورقة البحثية إلى أن هذا يوفر طريقة موفرة للطاقة "رخيصة الأيض" لمعالجة "خلطات ذات مغزى من الروائح دون الحاجة إلى حساب متشابك مكلف".

وتصف الدراسة كيف يتم ترتيب المقصورات مع اثنين من الخلايا العصبية للمستقبلات الشمية لاكتشاف الإشارات ذات المعاني المعاكسة للذبابة، مثل هذه الإشارات إما تعزز أو تمنع سلوكيات معينة لتقييم الروائح المعقدة بسرعة وكفاءة في بيئتها.

ووفقاً للصحيفة، "يوفر هذا الترتيب وسيلة لتقييم وتشكيل الإشارات الحسية التعويضية المنقولة إلى مراكز الدماغ العليا لمزيد من المعالجة".

في هذه الدراسة، تعاون مختبر سو مع الأستاذ المساعد في علم الأحياء العصبية بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو، جوناتان ألجاديف،  الذي بنى نموذجاً رياضياً يشرح كيف تساعد التفاعلات الكهربائية في استخراج المعلومات ذات الصلة.

وقال ألجاديف: "عند طرح أسئلة حول المعنى الوظيفي لهذه المنظمة، وجدنا أن الطبيعة قد اختارت طريقة معينة لهيكلة هذا الاختبار الحسي، وإذا تمكنا من فهم مبدأ هذا النوع من المعالجة، فقد تكون هناك تطبيقات هندسية مستقبلية".

هذا ويتفاخر وو، المؤلف الأول للدراسة، بكونه جزءاً من الفريق الذي قام بهذا الاكتشاف الأساسي، وهو معجب بأناقة النظام الذي بواسطته تحسب الخلايا العصبية للمستقبلات الشمية عند الذبابة الإشارات التعويضية وتشير إلى أوجه التشابه في الطريقة التي تباين بها الأنظمة المرئية ظلال الألوان لمساعدتنا على إدراك الفرق بين الأحمر والأخضر، على سبيل المثال.