"لاختراق" الجهاز العصبي

تم اكتشاف اتصال غير متوقع بين الجهاز العصبي في الجسم والبنكرياس مسبباً أمراضاً مصحوبة بألم وعجز. وتبين أنه يمكن علاجهم باستخدام "جهاز تنظيم ضربات القلب". اتضح أن الجهاز العصبي مرتبط بالأعضاء الحيوية والحواس، كما أنها تشكل صحتنا. إذا تعلمنا السيطرة عليها، فإن مستقبل الطب سيكون كهربائيًا.

بقلم جايا فينس، موقع علم الفسيفساء

عندما اكتشفت ماريا فريند، وهي لاعبة جمباز سابقة من فولندام في هولندا، أن الطريقة الوحيدة التي يمكنها من خلالها لف الجوارب في الصباح هي الاستلقاء على ظهرها ورفع قدميها في الهواء، كان عليها أن تعترف بحدوث شيء ما. تقول: "كنت متصلبة جدًا ولم أستطع النهوض". "لقد كانت صدمة كبيرة، لأنني شخص نشط."

كان ذلك في عام 1993. كانت فريند آنذاك في أواخر الأربعينيات من عمرها، وكانت تعمل في وظيفتين: كمدربة رياضية وكمقدمة رعاية للأشخاص ذوي الإعاقة، ولكن الآن بدأت المشاكل الجسدية تسيطر على حياتها. "كان علي أن أتوقف عن العمل وأدرك أنني أصبحت معاقًا بنفسي."

وعندما تم تشخيص حالتها، بعد سبع سنوات، كانت تعاني من ألم شديد ولم تعد قادرة على المشي. كانت الركبتين والكاحلين والمعصمين والمرفقين ومفاصل الكتف ساخنة وملتهبة. فقط بعد سنوات من المعاناة، تم تشخيص إصابتها بالتهاب المفاصل الروماتويدي، وهو مرض مناعي ذاتي شائع ولكنه غير قابل للشفاء حيث يهاجم الجسم خلاياه، وفي هذه الحالة خلايا المفصل الزليلي، مما يسبب التهابًا مزمنًا وتشوهًا في العظام.

كانت غرف الانتظار خارج عيادات RA مليئة بالأشخاص الذين يستخدمون الكراسي المتحركة. هذا المنظر نادر اليوم بفضل موجة جديدة من الأدوية الجديدة - الأدوية البيولوجية - بروتينات معدلة وراثيًا عالية الاستهداف والتي تساعد حقًا. ومع ذلك، فإن هذه الأدوية لا تساعد جميع المرضى على الشعور بالتحسن. وحتى في البلدان التي تتمتع بأفضل أنظمة الرعاية الصحية، لا يزال ما لا يقل عن خمسين بالمائة من المرضى يعانون من الأعراض.

مثل العديد من المرضى، تلقى فريند أدوية مختلفة، بما في ذلك مسكنات الألم، ودواء للسرطان يسمى الميثوتريكسيت الذي يبطئ جهاز المناعة بأكمله، والأدوية البيولوجية التي تمنع إنتاج بروتينات التهابية معينة. سهّلت عليها الأدوية الأمر، إلى أن توقفت فجأة، في أحد أيام عام 2011، عن العمل.

"كنت في إجازة مع عائلتي وكانت مفاصلي تؤلمني كثيرا، ولم أستطع المشي. كان على زوجة ابني أن تحملني”. يشرح الصديق. تم نقلها بسرعة إلى المستشفى، حيث تم توصيلها عبر الوريد وإعطائها دواء آخر مضاد للسرطان يستهدف خلايا الدم البيضاء لديها. وتعترف قائلة: "لقد ساعدني ذلك"، لكنها كانت قلقة بشأن الاعتماد على هذا النوع من الأدوية على المدى الطويل.

لحسن الحظ، ليس عليها أن تفعل ذلك. عندما أعدت نفسها لحياة الإعاقة والعلاج الكيميائي مرة واحدة على الأقل في الشهر، تم تطوير علاج جديد من شأنه أن يتحدى فهم كيفية عمل التفاعل بين الدماغ والجسم، في العملية التي تتحكم في جهاز المناعة لدينا. هذا هو نهج جديد تماما لعلاج التهاب المفاصل الروماتويدي وأمراض المناعة الذاتية الأخرى، مما سيجعل من الممكن شفاء الالتهاب من خلال الجهاز العصبي. وقد يؤدي هذا أيضًا إلى إجراء أبحاث حول كيفية استخدام عقولنا لعلاج الأمراض.

ومثل العديد من الأفكار الجيدة، جاءت هذه الفكرة من مصدر غير متوقع.

صياد الحزن

كيفن تريسي، جراح أعصاب من نيويورك، قرر أن يصبح طبيبًا وباحثًا بعد موجة من الأحداث المأساوية في طفولته. "توفيت والدتي بسبب ورم في المخ عندما كنت في الخامسة من عمري. لقد كان الأمر مفاجئًا وغير متوقع للغاية"، كما يقول. وقال "أدركت أن الدماغ والأعصاب هما المسؤولان عن الصحة". أدت هذه التجربة إلى قراره بأن يصبح جراح دماغ. ثم، أثناء تدريبه في المستشفى، صادف مريضًا مصابًا بحروق شديدة أصيب فجأة بالتهاب شديد. "كانت طفلة تبلغ من العمر 11 شهرًا تدعى جانيس وماتت بين ذراعي".

هذه الأحداث المؤلمة جعلته يفكر كثيرًا في الالتهاب. وقد أنارته هذه الحادثة بوجهة نظر جديدة سمحت له بتفسير نتائج التجربة بطريقة جديدة.

في أواخر التسعينات، أجرى تريسي تجارب على دماغ فأر. ويتذكر قائلاً: "لقد قمنا بحقن عقار مضاد للالتهابات في الدماغ لدراسة تأثير الانسداد الالتهابي للدماغ أثناء السكتة الدماغية". "لقد فوجئنا عندما وجدنا أنه عندما كان الدواء موجودا في الدماغ، فإنه تسبب في إطلاق الطحال لمواد مضادة للالتهابات إلى أعضاء أخرى في الجسم. هذا على الرغم من أن كمية المادة التي حقنناها كانت صغيرة جدًا بحيث لا يمكنها المرور عبر مجرى الدم إلى بقية الجسم.

وبعد أشهر من الكفاح، توصل أخيرًا إلى فكرة أن الدماغ قد يستخدم الجهاز العصبي - وتحديدًا العصب المبهم - لجعل الطحال يوقف الالتهاب في أي مكان في الجسم.

(ملاحظة المحرر، بحسب ويكيبيديا، العصب المبهم أو العصب المبهم هو الزوج العاشر من الأعصاب القحفية. وظيفته الرئيسية هي تعصيب الأعضاء الداخلية في الجسم كجزء من الجهاز العصبي السمبتاوي. حوالي 80%-90% من الألياف في العصب المبهم تستخدم للإحساس من تلك الأعضاء الداخلية في الجسم.)

لقد كانت فكرة غير عادية: عندما تكون صحة الشخص طبيعية، ويحدث التهاب في بعض أنسجة الجسم، فإنه يعتني بنفسه من خلال الدماغ. كان التواصل بين خلايا الجهاز المناعي المتخصصة في أعضائنا والأوعية الدموية، كما أن التوصيلات الكهربائية للجهاز العصبي يعتبر مستحيلا. اكتشف تريسي الآن أن هذين النظامين كانا قريبين ومتشابكين.

كان أول اختبار نقدي لهذه الفرضية المثيرة عندما قاموا بقطع العصب المبهم في الفئران. عندما قام تريسي وفريقه بحقن الدواء المضاد للالتهابات في دماغ فأر تم قطع عصبه المبهم، لم يعد يؤثر على بقية الجسم. أما الاختبار الثاني فكان تحفيز العصب دون حقن أي دواء. "بما أن العصب المبهم، مثل جميع الأعصاب، ينقل المعلومات من خلال الإشارات الكهربائية، فهذا يعني أننا يجب أن نكون قادرين على تكرار التجربة عن طريق وضع محفز عصبي على العصب المبهم في جذع الدماغ واستخدامه لتحفيز الطحال على منع الالتهاب ."، هو يوضح. "وهذا ما فعلناه وكانت التجربة هي التي أدت إلى هذا الاختراق."

العصب المتجول

يبدأ العصب المبهم في جذع الدماغ، خلف الأذنين مباشرةً. ويستمر أسفل كل جانب من الرقبة والصدر والبطن. VAGUS واسمها الطبي يعني "التجوال" باللغة اللاتينية، وبالفعل تصل هذه الحزمة من الألياف العصبية إلى الجسم كله، وتربط الدماغ بالمعدة والجهاز الهضمي والرئتين والقلب والطحال والأمعاء والكبد والكليتين، ناهيك عن ذلك. مجموعة متنوعة من الحواس المشاركة في الكلام، والاتصال البصري، وتعبيرات الوجه، وحتى في قدرتنا على الاستماع إلى أصوات الآخرين. وهي مصنوعة من آلاف الألياف، 80% منها حسية، أي أنها تنقل عبر العصب المبهم إلى الدماغ ما يحدث في أعضاء الجسم الأخرى.

صعود وهبوط في الجهاز العصبي

على الرغم من أنه يعمل أقل بكثير من عتبة وعينا، إلا أن العصب المبهم ضروري للحفاظ على صحة الجسم. وهو جزء أساسي من الجهاز العصبي السمبتاوي، وهو المسؤول عن استرخاء الأعضاء بعد استجابة الجسم لنوع من الخطر "القتال أو الهروب" الذي يفرز فيه الأدرينالين. ومع ذلك، ليست كل الأعصاب المبهمة متشابهة. النشاط: هناك بعض الأشخاص الذين لديهم عصب مبهم قوي يجعل جسمهم يسترخي بشكل أسرع بعد التوتر."

تُعرف قوة استجابة العصب المبهم بالنغمة المبهمة ويمكن قياسها باستخدام جهاز تخطيط القلب الذي يقيس معدل ضربات القلب. في كل مرة نتنفس فيها، ينبض القلب بشكل أسرع لتسريع تدفق الأكسجين حول الجسم. عند الزفير، ينخفض ​​​​معدل ضربات القلب. هذا التباين هو أحد سمات الجسم العديدة التي يتحكم فيها العصب المبهم، والذي ينشط أثناء الزفير ولكن يتم قمعه أثناء الاستنشاق، وبالتالي كلما زاد الفرق بين معدل ضربات القلب أثناء الشهيق والزفير، زادت النغمة المبهمة.

أظهرت الدراسات أن النغمة المبهمة العالية تعمل على تحسين تنظيم مستويات السكر في الدم، وتقلل من خطر الإصابة بمرض السكري والسكتة الدماغية وأمراض القلب والأوعية الدموية. من ناحية أخرى، يرتبط انخفاض النغمة المبهمة بالالتهاب المزمن. كجزء من جهاز المناعة، يلعب الالتهاب دورًا مفيدًا في مساعدة الجسم على الشفاء بعد الإصابة، على سبيل المثال، ولكن مع مرور الوقت يمكن أن يسبب ضررًا للأعضاء والأوعية الدموية. إحدى وظائف العصب المبهم هي إعادة ضبط جهاز المناعة وإيقاف إنتاج البروتينات المسببة للالتهاب عندما ينتهي دور الالتهاب. في الأشخاص الذين يعانون من انخفاض التوتر المبهم، تكون هذه السيطرة أقل فعالية ويمكن أن ينتشر الالتهاب إلى أبعاد مفرطة، كما في حالة التهاب المفاصل الروماتويدي لدى ماريا فريند، أو في متلازمة الصدمة السمية، والتي يعتقد كيفن تريسي أنها تسببت في وفاة جانيس الصغيرة.

هناك أدلة على أن العصب المبهم يلعب دورًا في مجموعة متنوعة من الأمراض الالتهابية المزمنة، بما في ذلك التهاب المفاصل الروماتويدي. أراد تريسي وزملاؤه معرفة ما إذا كان التدخل في وظيفته يمكن أن يكون بمثابة طريق محتمل للعلاج. يعمل العصب المبهم كرسول ثنائي الاتجاه، حيث ينقل الإشارات الكهروكيميائية بين الأعضاء والدماغ. في مرض الالتهاب المزمن، أدرك تريسي أن الرسائل من الدماغ التي تأمر الطحال بإيقاف إنتاج بروتين التهابي معين (TNF)، لم يتم إرسالها. ربما يمكن تحسين انتقال الإشارة؟

أمضى تريسي العقد التالي في رسم خرائط دقيقة لجميع المسارات العصبية المشاركة في تنظيم TNF، بدءًا من جذع الدماغ وحتى الميتوكوندريا داخل جميع خلايانا. في النهاية، بعد أن اكتسب نظرة ثاقبة لدرجة تحكم العصب المبهم في الاستجابة الجدلية، كان تريسي مستعدًا لاختبار ما إذا كان من الممكن التدخل في نشاط العصب المبهم لعلاج المرض لدى البشر.

تجربة التحفيز

في صيف عام 2011، شاهدت ماريا فريند إعلانًا في إحدى الصحف يدعو الأشخاص المصابين بالتهاب المفاصل الروماتويدي الحاد إلى التطوع لإجراء تجربة سريرية. وتضمنت المشاركة إدخال زرعة كهربائية متصلة مباشرة بالعصب المبهم. تقول: "اتصلت بهم على الفور". «لا أريد أن أتناول أدوية السرطان طوال حياتي؛ إنه أمر سيء لأعضائك وخطير على المدى الطويل. "

صمم تريسي التجربة مع شريكه بول بيتر توك، أستاذ أمراض الروماتيزم في جامعة أمستردام. يبحث تاك منذ فترة طويلة عن بديل للأدوية القوية التي تثبط جهاز المناعة لعلاج التهاب المفاصل الروماتويدي. ويوضح أن "الاستجابة المناعية للجسم تصبح مشكلة عندما تهاجم خلاياه الخاصة وليس الخلايا الأجنبية، أو عندما يصبح الالتهاب مزمنا". "يصبح السؤال: كيف يمكننا تحسين آلية إيقاف الجسم؟ كيف يمكننا تحقيق النتائج؟ "

عندما استدعاه تريسي وافترض أن تحفيز العصب المبهم قد يكون السبب في إيقاف إنتاج عامل نخر الورم، سرعان ما رأى توك الإمكانية وكان فضوليًا لمعرفة ما إذا كان سينجح. لقد تمت الموافقة بالفعل على تحفيز العصب المبهم لدى البشر لعلاج الصرع، لذا سيكون من السهل نسبيًا الحصول على الموافقة لإجراء تجربة على التهاب المفاصل. وكانت إحدى العقبات التي واجهوها هي مسألة ما إذا كان الأشخاص الذين اعتادوا على تناول الأدوية لحالتهم، سيكونون على استعداد للخضوع لعملية جراحية لزرع جهاز داخل أجسادهم. يقول توك: "لم نكن نعرف ما إذا كان المرضى سيوافقون على تلقي الجهاز الكهربائي العصبي مثلما يتلقون جهاز تنظيم ضربات القلب".

لا داعي للقلق. أعرب أكثر من ألف شخص عن اهتمامهم بهذا الإجراء، وهو عدد أكبر بكثير مما كان ضروريًا للتجربة. في نوفمبر 2011، كان فريند هو الأول من بين عشرين مريضًا هولنديًا تم تجربة الجهاز عليهم.

وتقول: "لقد وضعوا جهاز تنظيم ضربات القلب في الجانب الأيسر من صدري، حيث تخرج منه أسلاك وتتصل بالعصب المبهم في حلقي". "انتظرنا أسبوعين حتى تلتئم المنطقة، ثم قام الأطباء بتفعيل جهاز تنظيم ضربات القلب وضبط الإعدادات بالنسبة لي".

تلقت مغناطيسًا وكان مطلوبًا منها أن ترتديه حول رقبتها ست مرات في اليوم. قام المغناطيس بتنشيط الزرعة، مما أدى إلى تحفيز العصب المبهم لمدة ثلاثين ثانية في المرة الواحدة. وكان الأمل في أن هذا من شأنه أن يقلل من استجابتها الالتهابية. عندما تم إرسال فريند ومشارك آخر في التجربة إلى المنزل، كان الأمر بمثابة لعبة انتظار لتريسي وتوك والموظفين الذين أرادوا معرفة ما إذا كانت النظرية والدراسات المخبرية والتجارب على الحيوانات ستؤتي ثمارها على مرضى حقيقيين. يقول توك: "كنا نأمل أن يستفيد بعض المرضى من تخفيف أعراضهم، وربما تؤلم مفاصلهم قليلاً".

في البداية كان الصديق متلهفًا جدًا لتناول الدواء العجيب. توقفت على الفور عن تناول حبوبها، لكن الأعراض عادت إليها بشكل سيء لدرجة أنها ظلت طريحة الفراش وتعاني من آلام مبرحة. لقد عادت إلى تناول الحبوب وتم تناقصها لمدة أسبوع.

ثم حدث شيء غير عادي. لقد شهدت صديقتها تعافيًا أكثر إثارة للإعجاب مما تجرأ هو أو العلماء على أمله.

وتقول: "في غضون أسابيع قليلة، أصبحت في حالة جيدة". "لقد تمكنت من المشي مرة أخرى، عدت إلى التزلج على الجليد وممارسة الجمباز. أشعر أفضل بكثير. "لا يزال يتعين عليها تناول جرعة منخفضة من الميثوتريكسيت لبقية حياتها، لكن فريد، المتقاعدة البالغة من العمر 68 عامًا، تلعب الآن وتعلم مجموعات من كبار السن لعب الكرة الطائرة، وتمارس الجمباز وتلعب مع أحفادها الثمانية.

كان لدى المرضى الآخرين في التجربة تجارب مماثلة من التحسن الحاد. النتائج ليست جاهزة للنشر بعد، لكن توك يقول إن أكثر من نصف المرضى أظهروا تحسنًا ملحوظًا وحوالي الثلث شهدوا شفاءً من التهاب المفاصل الروماتويدي. لم يشعر ستة عشر من أصل 20 مريضًا في التجربة بالتحسن فحسب، بل انخفض مستوى الالتهاب في دمائهم أيضًا. والبعض الآن لا يتناول أي دواء على الإطلاق. وحتى أولئك الذين لم يختبروا تحسينات سريرية كبيرة من عملية الزرع أصروا على أنها ساعدتهم؛ لا أحد يريد إزالته.

يقول توك: "لقد أظهرنا نتائج جيدة عندما قمنا بتنشيط التحفيز لمدة ثلاث دقائق يوميًا". "عندما توقفنا عن التحفيز، رأينا أن المرض عاد وارتفعت مستويات عامل نخر الورم في الدم. وعندما استيقظنا، عاد الجسم إلى طبيعته".

يعتقد توك أن المرضى سيظلون بحاجة إلى تحفيز العصب المبهم مدى الحياة. ولكن على عكس الأدوية، التي تعمل على منع إنتاج خلايا الجهاز المناعي والبروتينات مثل TNF، يبدو أن تحفيز العصب المبهم يعيد التوازن الطبيعي للجسم. يقلل التحفيز من الإفراط في إنتاج عامل نخر الورم (TNF) الذي يسبب الالتهاب المزمن ولكنه لا يؤثر على وظيفة الجهاز المناعي الصحي، لذلك يمكن للجسم الاستجابة بشكل طبيعي للعدوى.

يقول فريند: "أنا سعيد حقاً لأنني شاركت في التجربة". "لقد مرت أكثر من ثلاث سنوات ولم تعد الأعراض لدي. في البداية شعرت بألم في رأسي وحلقي عندما استخدمت الزرعة، ولكن في غضون أيام قليلة توقف الألم. والآن لا أشعر بأي شيء سوى انقباض في حلقي ورعاش في صوتي أثناء العمل".

"في بعض الأحيان أشعر بتصلب أو ألم بسيط في ركبتي، ولكن هذه الأعراض تختفي في غضون ساعات قليلة. ليس لدي أي آثار جانبية من عملية الزرع، كما حدث من الدواء، ولا يختفي التأثير كما يحدث بعد تناول الدواء."

يعد زرع جهاز كهربائي جراحيًا في رقبتك لبقية حياتك إجراءً خطيرًا. لكن هذه التقنية أثبتت نجاحها الكبير في هذا الأمر وجذابة للغاية للمرضى لدرجة أن باحثين آخرين قرروا تجربة استخدام تحفيز العصب المبهم لمجموعة واسعة من الأمراض المزمنة الخطيرة الأخرى، بما في ذلك مرض التهاب الأمعاء والربو والسكري ومتلازمة التعب المزمن والسمنة.

وماريا فريند، على الرغم من التهاب المفاصل الروماتويدي الحاد، يمكنها الآن التجول في قريتها الخلابة دون ألم وتعيش حياة جديدة: "إنها ليست معجزة - أخبرني الباحثون كيف تعمل باستخدام النبضات الكهربائية - لكنها تبدو سحرية. لا أريد إزالة جهازي أبدًا. لقد استعدت حياتي! "
ترجمة: آفي بيليزوفسكي

إلى المقال على موقع علم الموسيقى

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• نقل الجزيئات في الجهاز العصبي
• كيف "ينحت" الجين الخلايا العصبية؟
• نجح الباحثون في إنشاء واجهة بين الجهاز العصبي بالقرب من الطرف الاصطناعي