تصویرسازی عملیات پیچیدۀ عصبی مغز انسان

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری برنا، سیستم عصبی ما از میلیاردها نورون تشکیل شده است که از طریق آکسون ها و دندریت ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. هنگامی که مغز انسان رشد می کند، این ساختارها به روشی بسیار پیچیده و در عین حال ناشناخته منشعب می شوند که به سلول های عصبی اجازه می دهد تا ارتباطات ایجاد کنند و پیام هایی را در سراسر بدن ارسال کنند، اکنون محققان دانشگاه بیل موفق شده‌اند تا مکانیسم مولکولی پشت رشد این سیستم پیچیده را کشف کنند.

جو هوارد، دکتر یوجین هیگینز، پروفسور بیوفیزیک مولکولی و بیوشیمی و استاد فیزیک و محقق ارشد این مطالعه، می‌گوید: نورون‌ها سلول‌های بسیار منشعب هستند؛ چرا که هر نورون با هزاران نورون دیگر ارتباط برقرار می‌کند. ما روی این فرآیند انشعاب کار می کنیم تا متوجه شویم که شاخه ها چگونه شکل می گیرند و رشد می کنند؟ این همان چیزی است که زیربنای کل نحوه عملکرد سیستم عصبی است.

این تیم رشد نورون ها را در مگس های میوه زمانی که از جنین به لارو بالغ بدل می شدند، مورد مطالعه قرار داده است. برای تجسم این فرآیند، آنها نورون ها را با نشانگرهای فلورسنت برچسب گذاری کردند و از آن‌ها در یک میکروسکوپ دیسکی چرخان تصویربرداری کردند از آنجایی که نورون ها درست زیر کوتیکول [خارجی ترین لایه] قرار دارند، محققان توانستند این فرآیند را در لاروهای زنده مشاهده کنند.

پس از تصویربرداری از نورون‌ها در مراحل مختلف رشد، تیم توانست فیلم‌های تایم لپس از رشدشان ضبط کند، در مراحل اولیه رشد، نورون های حسی تنها با دو یا سه دندریت شروع شدند اما در کمتر از پنج روز، آن‌ها به ساختارهای بزرگ و درخت مانند با هزاران شاخه شکوفا شدند.

تجزیه و تحلیل نوک های دندریتیک رشد پویا و تصادفی (به طور تصادفی تعیین شده) آنها را نشان داد که در بین حالت های در حال رشد، کوچک شدن و توقف در نوسان بود.

سونال شری دانشمند پژوهشی و نویسنده ارشد این مطالعه، می‌گوید: قبل از مطالعه ما، نظریه‌ای وجود داشت که نورون‌ها ممکن است مانند یک بالون منبسط و تخلیه شوند، ما متوجه شدیم که نه آن‌ها مانند یک بادکنک باد نمی‌کنند، بلکه نوک‌هایشان را رشد می‌دهند و شاخه می‌کنند.

هاوارد می‌گوید: این بدان معناست که اکنون می‌توانیم روی نکات تمرکز کنیم، زیرا اگر بتوانیم نحوه عملکرد آنها را درک کنیم، می‌توانیم بفهمیم که چگونه کل شکل سلول به وجود می‌آید، در زیست شناسی دنیایی از انشعاب وجود دارد از سیاهرگ ها و شریان های دستگاه گردش خون گرفته تا برونشیول های ریه که بدن ما را بدل به خلقتی شگفت انگیز می‌کند.

آزمایشگاه هاوارد امیدوار است که درک بهتر انشعاب در سطح سلولی نیز این فرآیندها را در سطوح مولکولی و بافتی روشن کند.

انتهای پیام/

خبرنگار: زهرا وجدانی