امیدی نو برای درمان پارکینسون

پژوهشگران ابتکار نایت برای تاب‌آوری مغز در دانشگاه استنفورد در حال بررسی سازوکار‌های دقیق یادگیری حرکت توسط مغز هستند؛ یافته‌های تازه آنان می‌تواند در نهایت به بهبود روش‌های درمان بیماری پارکینسون منجر شود.

به گزارش sciencedaily، هر مهارت حرکتی که انسان کسب می‌کند از ساده‌ترین کار‌ها مانند راه رفتن گرفته تا وظایف بسیار دقیق مانند ساعت‌سازی به گروه‌های کوچکی از نورون‌ها در مغز وابسته است. این گروه‌ها که به‌طور غیررسمی حافظه‌های عضلانی نامیده می‌شوند، هنگام انجام فعالیت‌های روزمره مانند آشپزی، تایپ، دوش گرفتن یا هر حرکت ارادی دیگر فعال می‌شوند.

با وجود دهه‌ها تحقیق پرسش اساسی درباره اینکه این گروه‌های نورونی چگونه در ابتدا شکل می‌گیرند، بی‌پاسخ مانده بود. اکنون تیمی به رهبری جون دینگ، استاد جراحی اعصاب و عصب‌شناسی استنفورد و از پژوهشگران موسسه علوم اعصاب وو تسای با حمایت جایزه کاتالیست ابتکار نایت به سراغ این مسئله رفته و موفق شده است پیشرفت‌هایی در کشف نحوه سازمان‌دهی مدار‌های عصبی مرتبط با حافظه‌های حرکتی به دست آورد.

بر اساس نتایج تازه منتشرشده در دو مجله Cell Reports و Nature شبکه‌های عصبی مغز طی فرایند یادگیری مهارت‌های حرکتی دستخوش بازسازمان‌دهی گسترده می‌شوند. در مراحل اولیه نورون‌ها و ارتباطاتشان فعالیتی نامنظم و ناهماهنگ دارند، اما با تمرین و تکرار، این الگو به‌تدریج تثبیت شده و به شبکه‌ای کوچک‌تر، پایدارتر و کارآمدتر تبدیل می‌شود.

این یافته‌ها علاوه بر افزایش درک از یادگیری مهارت‌های حرکتی، تصویری تازه از ماهیت بیماری پارکینسون نیز ارائه می‌دهد. بر خلاف دیدگاه رایج که این بیماری را مانعی برای فعال‌سازی حافظه‌های حرکتی تثبیت‌شده می‌داند، کار دینگ نشان می‌دهد که پارکینسون ممکن است اساساً موجب بی‌ثباتی این حافظه‌ها و بازگرداندن آنها به حالت اولیه و نامنسجم پیش از یادگیری شود.

آزمایش‌های یادگیری حرکتی در آزمایشگاه

در یکی از مطالعات منتشرشده در Cell Reports، پژوهشگران روی نورون‌های استریاتوم، بخشی از مغز که در هماهنگی و یادگیری حرکات نقش دارد تمرکز کردند. آنان موش‌ها را روی چرخ دوار قرار دادند و در طول یک هفته، طی جلسات کوتاه روزانه، فرایند یادگیری دویدن روی این سطح ناپایدار را زیر نظر گرفتند. با استفاده از تصویربرداری فلورسانس دو-فوتونی، فعالیت نورونی به‌طور همزمان ثبت شد.

نتایج نشان داد که در مراحل ابتدایی، نزدیک به سه‌چهارم نورون‌های استریاتوم الگو‌های پراکنده و تصادفی داشتند. اما با پیشرفت موش‌ها در یادگیری این الگو‌ها تثبیت و محدود شد و شبکه‌ای کوچک و پایدار شکل گرفت؛ فرایندی که معادل ایجاد حافظه عضلانی بود.

تغییرات در قشر حرکتی مغز

در مطالعه‌ای دیگر که در ژوئیه در Nature منتشر شد، تیم دینگ به بررسی تغییرات ارتباطی میان قشر حرکتی اولیه و استریاتوم پرداخت. پژوهشگران دریافتند که هنگام یادگیری یک مهارت تازه، ارتباطات سیناپسی میان این دو بخش به‌تدریج از حالتی وسیع و نامنظم به الگویی کوچک، هماهنگ و کارآمد تغییر می‌کنند.

برای بررسی این موضوع، پژوهشگران موش‌ها را آموزش دادند تا با فشار دادن یک اهرم، قطره‌ای آب دریافت کنند. با تصویربرداری دو-فوتونی هزاران سیناپس میان نورون‌های قشر حرکتی و استریاتوم ردیابی شد. برخلاف تصور پیشین که هر نورون پیام واحدی را از طریق تمام سیناپس‌هایش منتقل می‌کند، مشاهده شد که در مراحل اولیه یادگیری، برخی سیناپس‌ها پیام را منتقل کرده و برخی دیگر خاموش می‌مانند. اما با تمرین این ارتباطات نیز مانند شبکه‌های نورونی استریاتوم، کوچک‌تر و کارآمدتر شدند.

به گفته دینگ، این داده‌ها نشان می‌دهد که مغز حتی در سطح آکسون‌ها و سیناپس‌ها خود را بازسازمان‌دهی می‌کند تا حرکات را دقیق‌تر و بهینه‌تر اجرا کند.

پیامد‌ها برای درمان پارکینسون

این نتایج می‌تواند به بازنگری در درمان پارکینسون منجر شود. تاکنون روش‌های درمانی عمدتاً بر بازفعال‌سازی حافظه‌های حرکتی از طریق دارو‌هایی مانند L-Dopa متمرکز بوده است. اما اگر این حافظه‌ها اساساً بی‌ثبات شده باشند، این رویکرد ناکارآمد خواهد بود.

دینگ و همکارانش در مطالعات پیشین نشان داده بودند که تجویز دارو‌های شبیه‌ساز پارکینسون در موش‌ها موجب از دست رفتن شمار زیادی از سیناپس‌های استریاتوم می‌شود و هم‌زمان سیناپس‌های جدیدی نیز شکل می‌گیرد. این امر حاکی از آن است که بیماری نه تنها مانع فعال‌سازی حافظه‌های حرکتی می‌شود، بلکه الگو‌های تثبیت‌شده را دچار بی‌ثباتی می‌کند.

گام بعدی پژوهش این گروه بررسی دقیق‌تر مدل‌های حیوانی پارکینسون است تا روشن شود آیا دارو‌های شبیه‌ساز بیماری واقعاً حافظه‌های حرکتی شکل‌گرفته را از هم می‌پاشند یا خیر. در صورت تأیید، درمان‌هایی که به تثبیت سیناپس‌ها کمک کنند، می‌توانند در جلوگیری از تخریب حافظه‌های حرکتی مؤثر باشند. همچنین مصرف هدفمند L-Dopa همزمان با جلسات فیزیوتراپی و تمرینات حرکتی شاید بتواند به بازآموزی مهارت‌ها کمک کند.

به گفته دینگ: هنوز شواهد قطعی نداریم اما گمان می‌کنیم مسیر درست درمان باید بر کمک به مغز برای بازسازی و تثبیت دوباره حافظه‌های حرکتی متمرکز باشد.

انتهای پیام/