يحتوي الدماغ البشري على ما يقرب من 87 مليار خلية عصبية. وفي المتوسط، تقوم كل خلية من هذه الخلايا بتكوين آلاف الوصلات المختلفة لتسهيل الاتصال عبر الدماغ. يُعتقد أن التواصل العصبي يكمن وراء جميع وظائف الدماغ، بدءًا من تجربة العالم من حولك وتفسيره وحتى تذكر تلك التجارب والتحكم في كيفية استجابة جسمك.
ولكن في هذه الشبكة الواسعة من الاتصالات العصبية، من يتحدث على وجه التحديد إلى من، وما هي نتيجة تلك المحادثات الفردية؟
إن فهم التفاصيل المحيطة بالاتصال العصبي وكيفية تشكيله من خلال التجربة هو أحد محاور التركيز العديدة في علم الأعصاب. ومع ذلك، فإن الأمر معقد بسبب العدد الهائل من الوصلات المجهرية التي يجب دراستها في الدماغ البشري، والتي غالبًا ما يكون الكثير منها في حالة تغير مستمر، وأن الأدوات المتاحة غير قادرة على توفير الدقة الكافية.
ونتيجة لذلك، تحول العديد من العلماء مثلي إلى كائنات أبسط، مثل ذبابة الفاكهة.
على الرغم من أن ذباب الفاكهة مزعج في المطبخ، إلا أنه لا يقدر بثمن في المختبر. يتم بناء أدمغتهم بطرق مشابهة بشكل ملحوظ لأدمغة البشر. والأهم من ذلك، أن العلماء طوروا أدوات تجعل دراسة أدمغة الذبابة أسهل بكثير وبدقة لم يتم تحقيقها في الكائنات الحية الأخرى.
قضى زميلي جلعاد بارنيا، عالم الأعصاب في جامعة براون، وفريقه أكثر من 20 عامًا في تطوير أداة لتصور جميع الروابط المجهرية بين الخلايا العصبية داخل الدماغ.
تتواصل الخلايا العصبية مع بعضها البعض عن طريق إرسال واستقبال جزيئات تسمى الناقلات العصبية بين بروتينات المستقبلات الموجودة على سطحها. أداة بارنيا, عبر– التانغو، يترجم تنشيط بروتينات مستقبلات محددة إلى تعبير جيني يسمح في النهاية بالتصور.
استخدمت أنا وفريقي عبر– رقصة التانغو لتصور جميع الاتصالات العصبية لمركز التعلم والذاكرة، الذي يسمى جسم الفطر، في دماغ ذبابة الفاكهة.
هنا، تتلقى مجموعة مكونة من أربع خلايا عصبية تقريبًا، تحمل علامة خضراء، رسائل من جسم الفطر، وهو هيكل على شكل حرف L يحمل علامة زرقاء في وسط دماغ الذبابة. يمكنك المرور عبر الدماغ ورؤية جميع الخلايا العصبية الأخرى التي من المحتمل أن يتواصلوا معها، والتي تحمل علامة حمراء. تتواجد أجسام الخلايا العصبية على حواف الدماغ، وتظهر المواقع التي تتلقى فيها الرسائل من جسم الفطر على شكل تشابكات خضراء تغزو حجرة بيضاوية صغيرة. يُعتقد أن المكان الذي تختلط فيه هذه الامتدادات الخضراء الشبيهة بالويب مع اللون الأحمر هو المكان الذي تقوم فيه الخلايا العصبية بتوصيل رسالتها المعالجة إلى الخلايا العصبية الأخرى.
وبالتعمق أكثر في الدماغ، يمكنك رؤية الخلايا العصبية السفلية تنتقل إلى طبقة واحدة من بنية على شكل مروحة داخل الدماغ. يُعتقد أن هذا الجسم على شكل مروحة يعدل العديد من الوظائف، بما في ذلك الإثارة وتخزين الذاكرة والحركة وتحويل التجارب الحسية إلى أفعال.
لم تكشف صورنا فقط عن اتصالات غير معروفة سابقًا عبر الدماغ، ولكنها توفر أيضًا فرصة لاستكشاف عواقب تلك المحادثات العصبية الفردية. كانت اتصالات دماغ الذبابة متسقة بشكل ملحوظ ولكنها تختلف أيضًا قليلاً من ذبابة إلى أخرى. من المحتمل أن تتأثر هذه الاختلافات الطفيفة في الاتصال بالتجارب الفردية للذبابة، تمامًا كما هو الحال عند البشر.
جمال عبر-التانجو يكمن في مرونته. بالإضافة إلى تصور الروابط، يمكن للعلماء استخدام الجينات لمعالجة النشاط العصبي وفهم كيفية تأثير التواصل العصبي على السلوك بشكل أفضل. ونظرًا لأن أدمغة الذباب مبنية بشكل مشابه لأدمغة البشر، فيمكن للباحثين استخدامها لدراسة كيفية عمل اتصالات الدماغ وكيف يمكن أن تتعطل في المرض. وفي نهاية المطاف، سيؤدي هذا إلى تحسين فهمنا لأدمغتنا وحالة الإنسان.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: كريستين سكابلن، جامعة براينت
اقرأ أكثر:
تتلقى كريستين سكابلين تمويلًا من شبكة جائزة رود آيلاند للتنمية المؤسسية (IDEA) للتميز في البحوث الطبية الحيوية من المعهد الوطني للعلوم الطبية العامة التابع للمعاهد الوطنية للصحة تحت رقم المنحة P20GM103430. وهي تابعة لـ Brain Waves RI، وهي منظمة غير ربحية تهدف إلى جعل علوم الدماغ متاحة وممتعة للجميع.