استخدم باحثون من الجامعة العبرية لأول مرة طريقة موجودة منذ سنوات عديدة للكشف عن أنماط الاتصال في الدماغ على المستوى الخلوي، وقرروا أن تطبيق الطريقة له إمكانات كبيرة في فهم الحالات المرضية في الدماغ. يتم نشر البحث في مجلة العلوم
ينبض دماغ الإنسان بالنشاط، حيث تقوم الخلايا العصبية (الخلايا العصبية) المكونة منه، والتي يبلغ عددها 86 مليارًا، بإرسال إشارات كهربائية لبعضها البعض باستمرار. يتم إرسال هذه الإشارات العصبية عبر نظام من الألياف يعرف باسم "المادة البيضاء"، وهي أساس جميع وظائف الدماغ. يمثل رسم خرائط للألياف التي تربط مناطق الدماغ المختلفة تحديًا مستمرًا في علم الأعصاب. تقتصر الطرق الحالية لرسم خرائط المادة البيضاء على الأبحاث الحيوانية، أو تتطلب معدات متقدمة لجمع البيانات ومعالجتها.
في الآونة الأخيرة، تم تطوير نهج جديد لرسم خرائط الألياف العصبية في الدماغ من قبل البروفيسور أفيف ميتزر والدكتور روي شور من مركز إدموند وليلي سفرا لعلم الأعصاب (ELSC) في الجامعة العبرية في القدس، والذي تم نشره اليوم (الخميس) في المجلة الدولية Science. استخدم فريق الباحثين تقنية شائعة كانت موجودة منذ ما يقرب من 140 عامًا، ولكن لم يتم استخدامها مطلقًا لدراسة الاتصال في الدماغ. وهي تعتمد على صبغة خلايا الدماغ المعروفة باسم صبغة نيسل، والتي تم تطويرها في ثمانينيات القرن التاسع عشر على يد الباحث الألماني فرانز نيسل. تم استخدام هذه الطريقة، التي يتم فيها تلوين الخلايا باللون البيضاوي، لأكثر من قرن في دراسة الخلايا العصبية في الدماغ، وقد أحدث استخدامها ثورة في الطريقة التي نفهم بها بنية القشرة الدماغية (الطبقة الرمادية الخارجية من الدماغ). لكن، فريق الجامعة العبرية هو أول من استخدم صبغة نيسل للكشف عن مسارات الألياف في المادة البيضاء في الدماغ.
تتكون المادة البيضاء بشكل أساسي من ألياف تسمى محاور عصبية (ألياف عصبية) وخلايا تسمى الخلايا الدبقية (خلايا دعم غير عصبية للخلايا العصبية، والتي توفر الحماية لأعصاب الدماغ وتثبت الخلايا العصبية في مكانها). حتى السنوات الأخيرة، لم تكن الخلايا الدبقية تحظى باهتمام كبير في الأبحاث، لأنه كان يُعتقد أن دورها في الدماغ هامشي. في الواقع، اسم "جاليا" مشتق من اليونانية القديمة، ويعني "الغراء".
منذ عدة سنوات، انضم الدكتور شور إلى مختبر البروفيسور ميتزر كطالب دكتوراه، وقرر البحث عن صور لأنسجة المخ الملطخة بطريقة نيسل. يتذكر الدكتور شور قائلاً: "لقد أثار هذا اهتمامي، فالكتب المدرسية مليئة بالرسوم التوضيحية، لكنني أردت أن أفهم كيف تبدو ألياف المادة البيضاء في الدماغ في الواقع". ولدهشته، لاحظ أن الخلايا الدبقية شكلت نمطًا من الصفوف القصيرة. علاوة على ذلك، يبدو أن الصفوف الدبقية كانت مرتبة على طول الألياف العصبية المحلية. "لقد أجرينا مراجعة الأدبيات لمعرفة ما إذا كان أي شخص آخر قد لاحظ هذا،" قال الدكتور شور، "ولقد عثرنا على مقالة من عام 1992 أظهرت أنه تم بالفعل العثور على الخلايا الدبقية منظمة في صفوف قصيرة على طول الألياف العصبية. هذه المقالة لم تحظ بالاهتمام الذي تستحقه.
تصوير نيسل. بإذن من الجامعة العبرية
أخذ شور بعض الوقت للانخراط في أبحاث أخرى، لكنه عاد مؤخرًا إلى عمله على هذه الخلايا. وفي العمل الحالي، أدرك الباحثون أنه من خلال أدوات حسابية بسيطة من مجال معالجة الصور، سيكونون قادرين على الاستفادة من الترتيب المكاني للخلايا الدبقية واستنتاج اتجاه مسارات الألياف في المادة البيضاء. "بمجرد أن رأيت الصور المذهلة لـنيسل-ST لقد فهمت أننا وجدنا كنزًا، لا يقل عن ذلك، كان الباحثون يبحثون عنه منذ سنوات"، يشارك البروفيسور ميتزر ويضيف: "لقد وجدنا طريقة بسيطة لتحديد الوصف الهيكلي للمادة البيضاء على المستوى الخلوي".
في الختام، وفقًا للباحثين، ترتبط العديد من اضطرابات الدماغ بالتغيرات في التوصيل العصبي، لذا فإن تطبيق Nissl-ST له إمكانات كبيرة للاستخدام في الدراسات المستقبلية للمادة البيضاء في التطور الطبيعي والشيخوخة الطبيعية والحالات المرضية التي تؤثر على اللون الأبيض. المادة في الدماغ، كما هو الحال في أمراض التنكس العصبي والفصام.
