اكتشف علماء من جامعة كاليفورنيا في إيرفين أن إصابة أحد أجزاء الدماغ يغير الروابط بين الخلايا العصبية في جميع أنحاء الدماغ، ونشرت نتائجهم في مجلة نيتشر.
يعاني الناجون من إصابات الدماغ الرضحية من إعاقات جسدية وإدراكية وعاطفية مدى الحياة، وكان أحد أكبر التحديات التي يواجهها علماء الأعصاب هو الفهم الكامل لكيفية تغيير إصابات الدماغ الرضحية في التفاعل المتبادل بين الخلايا ومناطق الدماغ المختلفة.
شهدت الدراسة الجديدة قيام الباحثين بتحسين عملية تسمى iDISCO، والتي تستخدم المذيبات لجعل العينات البيولوجية شفافة، وتترك العملية وراءها دماغ سليم تماماً يمكن إضاءته بالليزر وتصويره بشكل ثلاثي الأبعاد باستخدام مجاهر متخصصة.
رسم خرائط للوصلات العصبية في جميع أنحاء الدماغ
قام فريق جامعة كاليفورنيا برسم خرائط للوصلات العصبية في جميع أنحاء الدماغ بأكمله، مع التركيز على الاتصالات بالخلايا العصبية المثبطة لأن هذه الخلايا العصبية معرضة بشدة للموت بعد إصابة الدماغ، ونظر الفريق في البداية إلى منطقة الحُصين، وهي منطقة دماغية مسؤولة عن التعلم والذاكرة، ثم قاموا بفحص قشرة الفص الجبهي، وهي منطقة دماغية تعمل مع الحُصين، وفي كلتا الحالتين، أظهر التصوير أن الخلايا العصبية المثبطة تكتسب العديد من الوصلات من الخلايا العصبية المجاورة بعد إصابات الدماغ الرضحية، لكنها تنفصل عن بقية الدماغ.
وقال الدكتور روبرت هانت، مدير مركز أبحاث الصرع في جامعة كاليفورنيا، والذي أجرى مختبره الدراسة: "لقد عرفنا منذ فترة طويلة أن الاتصال بين خلايا الدماغ المختلفة يمكن أن يتغير بشكل كبير جداً بعد الإصابة، لكننا لم نتمكن من رؤية ما يحدث في الدماغ كله حتى الآن".
اتصالات الدماغ التالفة
لإلقاء نظرة فاحصة على اتصالات الدماغ التالفة، ابتكر هانت وفريقه تقنية لعكس إجراء المقاصة وفحص الدماغ بالطرق التشريحية التقليدية، وأظهرت النتائج التي توصلوا إليها أن النتوءات الطويلة للخلايا العصبية البعيدة لا تزال موجودة في الدماغ التالف، لكنها لم تعد تشكل روابط مع الخلايا العصبية المثبطة.
وقال طالب الدراسات العليا أليكسا تيرنو، المؤلف الأول المشارك للدراسة: "يبدو أنه يتم إعادة توصيل الدماغ بالكامل بعناية لاستيعاب الضرر، بغض النظر عما إذا كانت هناك إصابة مباشرة في المنطقة أم لا، لكن ربما لا تعمل أجزاء مختلفة من الدماغ معاً كما كانت تعمل قبل الإصابة".
إعادة توصيل الخلايا العصبية المثبطة بمناطق الدماغ
أراد الباحثون بعد ذلك تحديد ما إذا كان من الممكن إعادة توصيل الخلايا العصبية المثبطة بمناطق الدماغ البعيدة، ولمعرفة ذلك، قاموا بزرع عصبونات داخلية جديدة في الحُصين التالف ورسموا روابطهم، وبناءً على أبحاثهم السابقة التي توضح أن زرع العصبونات الداخلية يمكن أن يحسن الذاكرة ويوقف النوبات في الفئران المصابة بإصابات الدماغ الرضية.
تلقت الخلايا العصبية الجديدة اتصالات مناسبة من جميع أنحاء الدماغ، وهذا قد يعني أنه قد يكون من الممكن إغراء الدماغ المصاب لإصلاح هذه الروابط المفقودة من تلقاء نفسه، وقال هانت أن تعلم كيفية دمج الخلايا العصبية الداخلية المزروعة في دوائر الدماغ التالفة أمر ضروري لأي محاولة مستقبلية لاستخدام هذه الخلايا لإصلاح الدماغ.
وقال: "دراستنا هي إضافة مهمة للغاية لفهمنا لكيفية استخدام السلالات المثبطة ذات يوم علاجياً لعلاج إصابات الدماغ الرضية أو الصرع أو اضطرابات الدماغ الأخرى، اقترح بعض الناس أن زرع الخلايا العصبية الداخلية قد يجدد نشاط الدماغ عن طريق إطلاق مواد غير معروفة لتعزيز القدرة التجديدية الفطرية، لكننا نجد أن الخلايا العصبية الجديدة مرتبطة حقاً بالدماغ".