ذاكرة الحديد (والمعادن الأخرى)

طور باحثون من الجامعة العبرية وشركة MX Biotech القدس نظرية ثورية مفادها أن بعض العناصر الأساسية للذاكرة هي المعادن الموجودة في أدمغتنا * قد يكون للنظرية تأثيرات بعيدة المدى على عالم الطب والكمبيوتر

لسنوات عديدة، حاول العلماء اكتشاف عجائب الذاكرة - تلك القدرة على تخزين وحفظ المعلومات المقدمة من خلال الحواس المختلفة واستخدامها على المدى القصير والطويل. حتى الآن ركزت جميع النظريات التي تم تطويرها لتفسير كيفية عمل الذاكرة على الخلايا العصبية التي تعتبر المكون الرئيسي للدماغ والعامل المسؤول عن نقل ومعالجة المعلومات. ومع ذلك، لم تشرح هذه النظريات كيفية عمل الذاكرة على المستوى الجزيئي، وبالتالي واجهت صعوبة في تقديم فهم متعمق لنشاطها. والآن تمكن باحثون من الجامعة العبرية وشركة MX Biotech القدس من بناء نموذج مبتكر لأول مرة يشرح كيفية عمل الذاكرة على المستوى الجزيئي. قد يكون للنموذج المنشور، الذي تم تسجيل براءة اختراعه بالفعل، تأثيرات بعيدة المدى في مجموعة متنوعة من المجالات مثل الطب وأبحاث الدماغ وعلوم الكمبيوتر.

طور البروفيسور حاييم جيلون من معهد الكيمياء في الجامعة العبرية مع الدكتور جيرارد ماركس من شركة MX Biotech القدس نموذجا والذي، خلافا للنظريات السابقة، لا يركز فقط على الخلايا العصبية ولكن على الفضاء المحيط بها يسمى الوسط العصبي الذي يشكل ربع أنسجة المخ. يتكون الوسط من البروتينات والسكريات المتعددة التي تحتوي على معادن مختلفة، وكان التفسير السائد حتى الآن في عالم العلوم هو أن الوظيفة الرئيسية للناقل العصبي هي الصيانة المستمرة للخلايا العصبية. ومع ذلك، ومن خلال تحليل مئات الدراسات التي بحثت تأثير المعادن على القدرات المعرفية للشخص، توصل الباحثون إلى نتيجة مفاجئة مفادها أن هذه المعادن هي أيضًا اللبنات الأساسية للذاكرة. نُشرت مقالتهم مؤخرًا في المجلة الأمريكية ACS Chemical Neuroscience.

يقول البروفيسور جيلون: "إن المعلومات التي تفيد بأن أحد أدوار المعادن في الدماغ هو المشاركة في عملية الذاكرة قد ظهرت في جميع الأدبيات العلمية". "هناك عدد لا يحصى من الدراسات التي وجدت أن وجود فائض من المعادن في الدماغ أو نقصها يعطل قدرات الذاكرة. لكن حتى الآن لم يجمع أحد كل المعلومات معًا في نظرية منظمة".

وبناءً على هذه النتائج، طور البروفيسور جيلون والدكتور ماركس نموذجًا يصف الذاكرة كتفاعل بين الخلايا العصبية والوسط العصبي والعناصر المعدنية في الوسط العصبي. يوضح البروفيسور جيلون: "يعتبر كل معدن من المعادن الخمسة عشر الموجودة في الوسط العصبي بمثابة لبنة أساسية في عملية معالجة المعلومات واستخدامها في الذاكرة". "تخلق بعض المعادن مثل الصوديوم أو البوتاسيوم هياكل غير مستقرة مع الوسط العصبي الذي يستخدم للذاكرة قصيرة المدى التي يمكن نسيانها بسهولة، بينما تخلق معادن أخرى مثل الزنك والنحاس هياكل أكثر استقرارًا يمكن استخدامها للذاكرة طويلة المدى ".
النموذج الذي أنشأه الباحثون يجعل من الممكن وصف العمليات الكيميائية المختلفة التي تشارك فيها نفس المعادن بيانياً، وبالتالي فهم عمليات الذاكرة بعمق. حتى أن الباحثين سجلوا براءة اختراع من خلال الذراع التجاري للجامعة العبرية -شركة "يشوم"- لجهاز يراقب نشاط المعادن في الدماغ بطريقة غير تدخلية ويمكن استخدامه في التشخيص الطبي والعلمي.

يقول البروفيسور جيلون: "من الواضح أن النظرية التي طورناها تتطلب أدلة تجريبية إضافية". "ولكن إذا تم تأكيد النظرية وقبولها بالفعل من قبل المجتمع العلمي، فسيكون لها تأثيرات بعيدة المدى في العديد من المجالات المتنوعة. وبما أن الذاكرة هي الأساس لفهم عمل الدماغ، فإن معرفة الآلية الجزيئية للذاكرة ستساهم في المقام الأول في فهم أعمق لمختلف الأمراض المتعلقة بالذاكرة، الأمر الذي سيؤدي في النهاية إلى تطوير أدوية لهذه الأمراض. وفي هذا السياق، سيساعد الجهاز الذي حصلنا على براءة اختراعه في الكشف والمراقبة العلاجية للأمراض المرتبطة بالذاكرة. وفي مجال الكمبيوتر، سيشجع النموذج المقترح تطوير أجهزة كمبيوتر بيولوجية قوية ويؤدي إلى نهج جديد في ربط الدماغ بأجهزة الكمبيوتر التي قد تمكن من النسخ الاحتياطي للذاكرة. بالإضافة إلى ذلك، سيسمح النموذج المقترح في المستقبل بالفهم الجزيئي للعمليات المعرفية التي ستمكن يومًا ما من تطوير أدوية جديدة للأمراض السلوكية.