الملايين من “المشابك العصبية الصامتة” يمكن أن تكون مفتاح التعلم مدى الحياة!

78

يحتاج المواليد الجدد إلى تخزين كميات هائلة من المعلومات الجديدة بسرعة أثناء تعلمهم التنقل حول العالم.

ويُعتقد أن المشابك العصبية الصامتة – الروابط غير الناضجة بين الخلايا العصبية التي ليس لها نشاط ناقل عصبي حتى الآن – هي الأجهزة التي تسمح بتخزين المعلومات السريع هذا في وقت مبكر من الحياة.

واكتُشفت لأول مرة منذ عقود في الفئران الحديثة الولادة، وكان يُعتقد أن هذه التقاطعات العصبية المحتملة تختفي مع تقدم الحيوانات في العمر. ووجدت دراسة حديثة أجراها باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة أن هذا التلاشي قد لا يكون متطرفا كما كان مفترضا في البداية.

ولم يخطط الفريق للنظر على وجه التحديد في هذه الروابط المحتملة. وبدلا من ذلك، كانوا يواصلون العمل السابق على مواقع امتدادات الخلايا العصبية المسماة التشعبات.

وحصلوا على أكثر قليلا مما كانوا يساومون عليه. لم يقتصر الأمر على التقاط صور للتشعبات، ولكن عددا لا يحصى من النتوءات الصغيرة الشبيهة بالخيوط الخارجة منها تسمى الأرجل الخيطية.

ويقول مارك هارنيت، عالم الأعصاب بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وكبير معدي الورقة: “أول ما رأيناه، وكان غريبا للغاية ولم نتوقعه، هو وجود filopodia (نتوءات غشائية رقيقة تعمل كهوائيات خلية لاستكشاف البيئة المحيطة) في كل مكان”.

وعادة ما يكون مختبئا في وهج التألق المستخدم لإضاءة الخلية للتصوير، وتستخدم عملية التصوير الجديدة هذه مادة هلامية للمساعدة في تثبيت الهياكل الخلوية الدقيقة والبروتينات في مكانها، ما يسمح للباحثين بدراستها بشكل أفضل أثناء التلاعب بالأنسجة.

وتم إدخال فيروسات تعبر عن بروتين الفلوريسنت الأخضر في اثنين من الذكور واثنتين من الفئران البالغة للمساعدة في إضاءة الأنسجة ذات الصلة للتصوير. وتم لاحقا تشريح القشرة البصرية الأولية الخاصة بها وتقسيمها إلى شرائح بحجم مليمتر واحد قبل أن يتم تحضينها في محلول مونومر هيدروجيل eMAP وتثبيتها بين الشرائح الزجاجية.

وتمكن الباحثون – لأول مرة – من رؤية أن أدمغة الفئران البالغة بها تركيزات من filopedia لم يسبق لها مثيل في الفئران البالغة. وما هو أكثر من ذلك، أن العديد من الهياكل لديها واحد فقط من اثنين من مستقبلات الناقلات العصبية المتوقعة من المشبك العصبي الناضج. وبدون الثانية، كانت بشكل فعال تقاطعات “صامتة” بين الخلايا العصبية.

وبعد ذلك، سأل الباحثون عما إذا كان يمكن تنشيط المشابك العصبية الصامتة للبالغين.

وأظهروا أن هذا كان ممكنا عن طريق إطلاق الناقل العصبي الغلوتامات عند أطراف خيوط أرجل خيطية، وإنتاج تيار كهربائي صغير بعد عشرة مللي ثانية.

وهذا الإجراء “غير محكم” المشابك في غضون دقائق، ما يحفز تراكم المستقبلات المفقودة ويسمح لـfilopedia بتشكيل اتصال مع الألياف العصبية المجاورة.

وعادة ما يتم حظر هذه المستقبلات بواسطة أيونات المغنيسيوم، لكن التيار يحررها، ما يسمح لـfilopedia بتلقي رسالة من عصبون آخر.

ووجد الفريق أن تنشيط المشابك الصامتة كان أسهل بكثير من تغيير نشاط الأشواك المتغصنة على الخلايا العصبية الناضجة.

ويدرس الباحثون الآن ما إذا كانت المشابك الصامتة موجودة في أنسجة دماغ الإنسان البالغ.

نشرت هذه الورقة في مجلة Nature.

المصدر: ساينس ألرت

اترك تعليق

قم باضافة تعليق
الرجاء ادخال اسمك هنا