بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – من خلال فحص الدماغ البشري على المستوى الخلوي بمزيد من التفصيل أكثر من أي وقت مضى، حدد العلماء مجموعة هائلة من أنواع الخلايا – أكثر من 3300 – التي تسكن أكثر أعضائنا تعقيدا، مما أدى إلى إنشاء أطلس قد يساعد في تحديد الأساس الخلوي. من الأمراض العصبية وتسهيل العلاجات الجديدة.
كما فحص البحث الطموح الذي تم الكشف عنه يوم الخميس أوجه التشابه والاختلاف بين أدمغة البشر والرئيسيات الأخرى – الشمبانزي والغوريلا والقردة الريسوسية والقردة – مما يسلط الضوء على بعض العوامل التي تفصلنا عن أقربائنا التطوريين وتجعلنا بشرًا حقًا.
تم تقديم هذا العمل في 21 دراسة منشورة في مجلة Science ومجلتين أخريين، وقد تم دعمه من قبل اتحاد شبكة تعداد الخلايا التابع لمبادرة BRAIN التابعة للحكومة الأمريكية.
إن الدماغ البشري معقد من حيث فائدته – الاستشعار والحركة والقراءة والكتابة والتحدث والتفكير والمزيد – وتنوعه الخلوي.
الخلايا العصبية – أو الخلايا العصبية – هي الوحدات الأساسية للدماغ، حيث تستقبل المدخلات الحسية، وتنقل الأوامر إلى العضلات وتنقل الإشارات الكهربائية على طول الطريق. يتألف الدماغ من حوالي 100 مليار خلية عصبية، بالإضافة إلى عدد أكبر من الخلايا غير العصبية. ويتم تنظيم كل هذه في مئات من الهياكل الدماغية المتميزة التي تحكم مجموعة من الوظائف.
حدد البحث 3313 نوعًا من الخلايا، أي ما يقرب من 10 أضعاف ما كان معروفًا سابقًا، بالإضافة إلى المجموعة الكاملة من الجينات التي يستخدمها كل نوع من الخلايا مع رسم خريطة لتوزيعها الإقليمي في الدماغ.
وقال عالم الأعصاب إد لين من معهد ألين لعلوم الدماغ ومقره سياتل، وهو أحد الباحثين: “إن أطلس خلايا الدماغ ككل يوفر الركيزة الخلوية لكل ما يمكننا القيام به كبشر”.
وقال لين إن أنواع الخلايا المختلفة لها خصائص مميزة ومن المحتمل أن تتأثر بشكل مختلف في المرض.
وكانت إحدى المفاجآت هي أن التنوع الخلوي كان يتركز في الأجزاء الأقدم من الناحية التطورية من الدماغ – الدماغ المتوسط والدماغ المؤخر – بدلاً من القشرة المخية الحديثة، المسؤولة عن الوظائف المعرفية العليا بما في ذلك التعلم وصنع القرار والإدراك الحسي والذاكرة واللغة.
تعد الأمراض المرتبطة بالدماغ مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون والتصلب الجانبي الضموري (ALS) من بين أكثر الأمراض المستعصية.
وقال لين: “لا تزال معظم أمراض الدماغ ليس لها علاج أو حتى علاجات، ويجب أن يكون هذا الأطلس بمثابة خط أساس لتسريع التقدم في فهم الأساس الخلوي التفصيلي للمرض واستهداف الأجيال القادمة من العلاجات”.
ورسم الباحثون خرائط للمفاتيح الجينية وأنواع خلايا المخ المرتبطة بمرض الزهايمر – وهو النوع الأكثر شيوعا من الخرف – والاضطرابات العصبية والنفسية المختلفة بما في ذلك الفصام والاضطراب ثنائي القطب والاكتئاب الشديد.
وأكدوا وجود صلة بين الخلايا الدبقية الصغيرة – وهو نوع من الخلايا المناعية في الدماغ – ومرض الزهايمر، وكشفوا عن صلة بين أنواع معينة من الخلايا العصبية في الدماغ والفصام، وهو مرض عقلي حاد يتميز بالانفصال عن الواقع.
بالإضافة إلى ذلك، بحث الباحثون عن السمات الخاصة بالإنسان من خلال مقارنة القشرة الصدغية – وهي منطقة من القشرة المخية الحديثة المرتبطة بفهم اللغة، من بين الوظائف المعرفية العليا الأخرى – في البشر وأقرب أقربائنا التطوريين، مثل الشمبانزي والغوريلا.
في حين أن التنظيم الخلوي كان متشابهًا، فقد وجد أن بعض الجينات تعمل بشكل مختلف في البشر عن النوعين الآخرين، بما في ذلك العديد من الجينات المشاركة في الاتصال العصبي.
وقال تريجفي باكن، عالم الأعصاب في معهد ألين: “هذا يعني أن هناك تخصصات متسارعة للخلايا العصبية القشرية لدى البشر والتي قد تساهم في الاختلافات في وظيفة الدائرة القشرية وقدراتنا المعرفية المتميزة”.
وأضاف لين أن هذه التعديلات الجزيئية التي حدثت في أنواع معينة من الخلايا لدى البشر مقارنة بالشمبانزي والغوريلا من المحتمل أن تؤثر على كيفية “ترابطها معًا – أو مرونة تلك الروابط – وقد تكون جزءًا مهمًا مما يجعل الدماغ البشري مميزًا”.
ويتوقع العلماء طريقًا طويلًا في أبحاث الدماغ.
وقال أحد الباحثين الآخرين، بينج رين، مدير جامعة كاليفورنيا، مركز سان دييغو لعلم الوراثة اللاجينية: “نحن فقط في البداية في تحديد مدى تعقيد الدماغ البشري”. “هناك حاجة إلى المزيد من العمل لفهم التنوع والتنوع والوظيفة بشكل كامل في بنية الدماغ ووظيفته.”
(تقرير بقلم ويل دونهام، تحرير روزالبا أوبراين)