سوف تلعب السمكة أمامنا

طور علماء معهد وايزمان للعلوم نظام "الواقع الافتراضي" المصمم لسمك الزرد الشفاف. يتيح هذا النظام متابعة نشاط خلايا السيروتونين في أدمغة الزريعة أثناء اللعب، وبالتالي الكشف عن آلية عمل هذا الجهاز العصبي القديم

ألعاب الكمبيوتر ليست مخصصة للبشر فقط. قام الدكتور تاكاشي كاواشيما، العالم الجديد في قسم علم الأعصاب في معهد وايزمان للعلوم، ببناء نظام واقع افتراضي للأسماك. وبمساعدة النظام، الذي يجمع بين أساليب الفحص المجهري وإمكانيات التحليل المتقدمة، يقوم بمراقبة نشاط كل خلية في الأدمغة الشفافة لسمك الزرد، وبالتالي يرى ما يدور في رؤوسهم عندما "يلعبون". والغرض منه هو الكشف عن آلية عمل أحد الأنظمة القديمة والحيوية في الدماغ - نظام الناقل العصبي السيروتونين الموجود في كل كائن حي تقريبًا له جهاز عصبي. ومن خلال القيام بذلك، يأمل في الكشف، من بين أمور أخرى، عن الطرق التي تعمل بها أدوية علاج الاكتئاب والقلق، والتي تعمل الغالبية العظمى منها على هذا النظام.

"اللعبة" التي طورها الدكتور كاواشيما تعطي أسماك المنوة الوهم بأنها تسبح رغم أن رؤوسها مثبتة للتصوير تحت المجهر. قام الدكتور كاواشيما وشركاؤه البحثيون بتطوير النظام أثناء وجوده في مجمع أبحاث جينيليا التابع لمعهد هوارد هيوز الطبي. وفي دراسة نشرت مؤخرا في مجلة ساينس العلمية، أظهر الدكتور كاواشيما وزملاؤه كيف تمكنوا من مراقبة نشاط الخلايا العصبية بدقة ميلي ثانية من خلال التصوير.

يمنح النظام أسماك المنوة الوهم بأنها تسبح، على الرغم من أن رؤوسها مثبتة للتصوير تحت المجهر.

وفي مختبره الجديد بالمعهد أيضًا، يخطط الدكتور كاواشيما لدراسة نظام السيروتونين. وفي مقال نشره في المجلة العلمية Cell، أوضح أن الخلايا العصبية في نظام السيروتونين تتحكم في وظائف السباحة لدى الأسماك. في البشر، السيروتونين هو ناقل عصبي يرتبط، من بين أمور أخرى، بتنظيم الحالة المزاجية، وهذا هو السبب وراء استخدام "مثبطات إعادة امتصاص السيروتونين الانتقائية"، مثل بروزاك أو سيبرالكس (أدوية من عائلة SSRI)، في الآونة الأخيرة. عقود كمضادات الاكتئاب وأدوية القلق. تستخدم هذه الأدوية مادة السيروتونين الخاصة بالجسم، بينما يتم إعادة تدويرها في الدماغ، لكن الباحثين يختلفون حول آليات عمل هذه الأدوية. كما أن الباحثين ما زالوا لا يعرفون سبب عدم استجابة بعض الأشخاص لهذه الأدوية، ولماذا يستغرق الأمر فترة عدة أسابيع حتى يبدأوا مفعولها. يقول الدكتور كاواشيما: "للإجابة على هذه الأسئلة وغيرها، يجب علينا أولاً أن نفهم كيف يعمل نظام السيروتونين - كيف تعالج خلايا السيروتونين المعلومات وكيف تتواصل مع مناطق أخرى من الدماغ".

أحد أسباب عدم فهم نظام السيروتونين بشكل جيد حتى الآن هو موقعه في أعماق الدماغ، وهي حقيقة تجعل من الصعب ملاحظته. وبالتالي فإن العمل مع الزرد الشفاف يمثل فرصة لمراقبة هذا النظام بالتفصيل. "في الوقت الحالي، نحن ننظر إليها بينما تسبح الأسماك. لاحقًا، سنختبر في نظام الواقع الافتراضي سلوكيات أخرى تتعلق بالمواقف العصيبة"، يقول الدكتور كاواشيما.

وفي نفس الوقت الذي يقوم فيه ببناء نسخة جديدة من المجهر في نظام الواقع الافتراضي، يعمل الدكتور كاواشيما على تطوير علامات محددة يمكنها الكشف عن نشاط نظام السيروتونين. ويقول: "تتفاعل الأسماك مع التوتر بطرق مشابهة للسلوكيات البشرية، حيث تتجنب تناول الطعام وتفقد الاهتمام ببيئتها". ولذلك، فهو يتوقع أن تسلط النتائج التي توصل إليها الضوء على اضطرابات مثل الاكتئاب وفقدان الشهية واضطراب ما بعد الصدمة.

"لقد وصلت إلى مستوى" جليسة الأطفال ""

الدكتور تاكاشي كاواشيما والدكتور ميو نونكا. الصورة: معهد وايزمان

شريك تاكاشي، الدكتور ميو نونكا، هو أيضًا عالم أعصاب ("على الرغم من أننا نعمل في مجالات مختلفة جدًا"، كما يقول). في الواقع، كان مجال اهتمام ميو هو الذي قاد الاثنين إلى معهد وايزمان للعلوم. "لقد شاركت في مؤتمر في مجالها، وانضممت أنا إليه على أساس معيار "جليسة الأطفال" - كانت ابنتنا الكبرى في ذلك الوقت تبلغ من العمر عامًا تقريبًا ولا تزال ترضع. بدأ منظمو المؤتمر وجبات غداء فردية للباحثين المخضرمين والشباب، وبدلاً من تسجيل نفسي في أحد الاجتماعات، انضممت إلى ميو وشريكها في الوجبة - البروفيسور ألون تشين (رئيس المؤتمر في ذلك الوقت). قسم البيولوجيا العصبية والآن الرئيس المنتخب للمعهد). سألني عن عملي، وكان مهتمًا جدًا، ومن هناك أرسلت له السيرة الذاتية. وفي اليوم التالي، دعاني هو وزملاؤه لإجراء مقابلة في المعهد".

ميو، الذي يركز على منطقة أخرى من الدماغ - اللوزة الدماغية - يعمل في مختبر البروفيسور أورلي راينر. بدأ تاكاشي وميو، اللذان كان لديهما الوقت للعيش في الولايات المتحدة وأوروبا واليابان، يشعران بأنهما في وطنهما في إسرائيل - على الرغم من الصعوبات اللغوية والاختلافات الثقافية. يقول تاكاشي: "الطقس والطعام رائعان، ورعاية الأطفال ممتازة (بالنسبة لزوجين لديهما ابنتان)، ومساعدة بعضهما البعض جزء من الثقافة هنا". "أنا أقدر أيضًا حقيقة أن الناس يميلون إلى قول ما يفكرون فيه. يتفاجأ الناس عندما يكتشفون أن توجهي الأساسي هو "إسرائيلي" تمامًا، حيث أنني أقول أيضًا ما أعتقده. أعتقد أنه سيساعدني على البقاء هنا في المعهد."