تتعاون أربع جامعات من جميع أنحاء العالم بهدف البحث في الجهاز العصبي: من اليابان والولايات المتحدة وإيطاليا. البروفيسور أوريت شافي من كلية الهندسة في بار إيلان: "إنه لشرف عظيم أن يتم اختياري من بين 700 مرشح"
أخبار مثيرة: فازت البروفيسور أوريت شافي من كلية الهندسة في بار إيلان بمنحة أبحاث الحدود الإنسانية، وهو صندوق دولي يدعم مشاريع متعددة التخصصات من أجل حل الأسئلة المتعلقة بعلوم الحياة. وقد حصل البروفيسور شافي على المنحة البالغة قيمتها مليون ونصف المليون دولار لمدة ثلاث سنوات، إلى جانب ثلاث مجموعات بحثية أخرى: من جامعة كولومبيا في نيويورك، ومن جامعة هوكوداي في اليابان، ومن جامعة كولومبيا. بيزا في إيطاليا. يقول البروفيسور شافي: "تدعم المؤسسة التعاون الجديد لما يصل إلى أربع مجموعات بحثية، من بلدان وقارات مختلفة، والتي ستجتمع معًا بهدف البحث في قضية ذات صلة ومثيرة للاهتمام في مجال علوم الحياة". "هذا ليس صندوقًا من السهل قبوله: تم تقديم أكثر من 700 مشروع إلى الصندوق هذا العام، تم قبول 28 منها فقط في النهاية، بما في ذلك مجموعتان فقط من إسرائيل: نحن، ومجموعة أخرى من التخنيون".
بدأ تشكيل المجموعة البحثية عام 2018، عندما كان البروفيسور شافي ضيفًا في مختبر البروفيسور هنري هيس من جامعة كولومبيا. وفي إطار مؤتمر عقد في منزله، التقى البروفيسور شافي بالباحث من اليابان - البروفيسور أكيرا كاكوغو. كما التقت بالباحثة الإيطالية البروفيسور فيتوريا رابا في مؤتمرات مهنية. عندما تم تشكيل المجموعة في نهاية المطاف، اختار أعضاؤها فحص الجهاز العصبي خلال الأوقات العادية. وتشرح قائلة: "إن جسم الإنسان يتحرك ويتحرك باستمرار، لسنوات وسنوات، ونريد التحقق من الآليات التي تحافظ على الجهاز العصبي طبيعيًا ووظيفيًا ويعمل تحت الأحمال الفسيولوجية الطبيعية". "هذا سؤال مهم ولكنه مهمل. من وجهة نظر هندسية، يعد هذا نوعًا من المعجزة، لكنه نادرًا ما يتم دراسته، لأن معظم الأبحاث تتناول إعادة التأهيل بعد الصدمة، ولكن ليس بشكل واضح - ما يبقينا نعمل بشكل صحيح ونتقدم في السن. هناك شيئان من المهم فهمهما في هذه الحالة، أولًا، أن الجهاز العصبي ليس نظامًا يتجدد: لا يتم إنشاء أي خلايا عصبية جديدة تقريبًا في الجسم، لذلك من الطبيعي أن الأضرار التي لحقت بالجهاز لا تتمكن أبدًا من التجدد. وثانيًا، يتمتع الجهاز العصبي بخصائص التوصيل الكهربائي، لذا فإن البحث في هذا المجال يحتاج إلى فحص البنية، وكيف تظل الخلايا نفسها سليمة، وكذلك النشاط الكهربائي - كيف تستمر في العمل على مر السنين.
تزرع الخلايا العصبية في الثقافة
تأتي كل مجموعة إلى المشروع المشترك بخلفية مختلفة. "يدرس مختبري الجهاز العصبي وتطوره وإعادة تأهيله. "كجزء من عملنا، نقوم بزراعة أنظمة الخلايا العصبية في الثقافة، وننظر إلى البنية والنشاط، ونطور منصات لإعادة التأهيل التي نختبرها على الحيوانات النموذجية"، يوضح البروفيسور شافي. "تتعامل المجموعة الإيطالية مع الميكانيكا الحيوية وتطبيق القوى الميكانيكية على الخلايا. تقوم المجموعة من نيويورك بتحليل حركة ألياف الهيكل الخلوي والأنابيب الدقيقة وتطوير نماذج رياضية. تتعامل المجموعة اليابانية أيضًا مع الأنابيب الدقيقة، وتقوم ببناء الأجهزة والمكونات التي يمكن استخدامها لتطبيق القوى على هذه الألياف. تعتبر الأنابيب الدقيقة عناصر مهمة في بناء الهيكل العظمي للخلايا العصبية في الجهاز العصبي، وهذا موضوع لم أدرسه من قبل".
"كجزء من المشروع، سنقوم ببناء مكون ناعم يحاكي جزءًا من جسم الإنسان، والذي يمكن أن يهتز ويهز كما هو الحال في السلوك الطبيعي للجسم. سوف تنمو الخلايا العصبية على الأغشية الناعمة. بعد ذلك، سنقوم بهزها وتحريكها وتسريع عملية الشيخوخة من وجهة نظر هندسية، بهدف تتبع الضرر الذي لحق بجميع الألياف داخل الخلايا. بعد أن قمنا بتعب الخلايا وجعلناها تبذل مجهودًا كبيرًا، سنرى ما هي العيوب التي يتم إنشاؤها، وسنقوم بتوصيف مدى الضرر، وما هو أكثر إثارة للاهتمام - سنحاول تحديد الآليات التي يمتلكها هذا النظام للترميم و صيانة، في ظل نشاط متواصل"، يقول البروفيسور شافي. "يُسمى هذا المجال المحاكاة الحيوية، أو تقليد النظم البيولوجية، أو الهندسة المستوحاة من علم الأحياء (الهندسة المستوحاة من الأحياء)".
البحث الجديد سيدخل مجالا جديدا لمختبر البروفيسور شافي، وهو مناسب جدا للاتجاهات الموجودة هناك اليوم، لتطوير أنظمة إعادة تأهيل الأعصاب وتشجيع النمو بعد الإصابة، مع تطبيق المحفزات الميكانيكية والكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، فهي فرصة للطلاب في المختبر للعمل في مجموعات في إطار التعاون الدولي: طالب دكتوراه جديد ينضم بالفعل إلى المجموعة لصالح المشروع. "لكن هذا المشروع يثير اهتمامي بشكل رئيسي بسبب القصة،" يعترف البروفيسور شافي، "نحن نعتبر قدرتنا على المشي والجري والتحرك بحرية لسنوات وسنوات أمرًا مفروغًا منه. وهنا أتيحت لي الفرصة للتحقيق في هذا اللغز، ومحاولة معرفة كيفية حدوث مثل هذه المعجزة الهندسية."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
الموضوع مثير للاهتمام وصعب للغاية. مهتم بتلقي معلومات حول تجديد الخلايا العصبية وإصلاحها.