Tweet
يقوم تجويف عميق في الدفاع يدعى (قرين آمون) بفرز واختزان الكم الهائل من المعلومات التي تتدفق إلى الدماغ عبر الحواس الخمس المختلفة في كل دقيقة من أوقات الصحو.
لكن السؤال الرئيسي الذي يثيره علم الأعصاب, بذات القدر الذي يثيره طفل صغير لم يزل في مرحلة التعليم ما قبل المدرسي هو: كيف? أي كيف لهذا الجزء الصغير, الذي يحوي كمية صغيرة للغاية من الأعصاب الدماغية, أن يستوعب ويختزن كل هذا الكم الهائل من المعلومات, وإن كان لفترة مؤقتة فقط?
للإجابة عن هذا السؤال, فقد كشفت دراسة جديدة نشرت في مجلة (Nature- الطبيعة) عن أولى الخطوات المفضية إلى حل هذا اللغز العلمي, إلى جانب استعراضها لأحدث الطرق وأكثرها تقدماً في دراسة الدماغ البشري human brain. فقد عمد فريق من الباحثين من (معهد هوارد هيوز الطبي) في مريلاند إلى إثارة مجموعة من الخلايا النخاعية الدقيقة المتفرعة الشكل, بدلا من إثارته لخلية واحدة واحدة فحسب من تلك الخلايا. واتضح من خلال التجارب العلمية التي أجريت, أن الخلايا الدماغية تقيم اتصالات مع بعضها البعض, عن طريق ارسال إشارات كيميائىة, عبر رأس من رؤوس الخلايا النخاعية المذكورة, من خلال مساحة تعرف بنقطة الاشتباك العصبي, إلى الرأس الخليوي النخاعي الذي يليه وهكذا. وفيما لو كانت الإشارة الكيميائىة من القوة بما يكفي, فإنها تؤدي لانتفاخ وتمدد الرأس الخليوي للأمام قليلاً, ما يزيد من قوة الاتصال بين الرؤوس الخليوية النخاعية المجاورة. وفيما يبدو, فإن هذه هي العملية الدماغية الرئيسة, التي تفسر قدرة الانسان على الادراك والتعلم.
غير أن الباحثين - كريستوفر دي هارفي- وكاريل سفوبودا- توصلا إلى نتيجة مغايرة جداً لدى إثارتهما لخلية نخاعية واحدة..وتتلخص هذه النتيجة في أن الخلية لم تنتفخ وتتمدد للأمام فحسب, وإنما ساعدت في جعل الخلايا النخاعية المجاورة لها أكثر حساسية للإشارات الكيميائىة, وبالتالي أكثر استعداداً لاستيعاب أي تدفق زائد للمعلومات, يفيض عن قدرة الخلية التي تمت إثارتها على الاستيعاب. ولفهم هذه العملية فما عليك إلا أن تتخيل كيف تتوفر مساحة كافية لاختزان كل شيء زائد, ما إن يتطوع كل جار من الجيران في الحي, بالاعلان عن استعداده وفتح قبو لاختزان كل مالم تتوفر له مساحة كافية في بيت أحد الجيران! فذلك تماماً هو ما تفعله الخلايا النخاعية ما إن تتم إثارتها. والمقصود علمياً بهذا, أن من شأن هذه المساعدات الطوعية الجماعية, أن تضاعف السعة التخزينية لأي من الخلايا النخاعية منفردة, مهما كانت طاقتها الاستيعابية للمعلومات التي تتلقاها. وهذا هو عين الذي توصل إليه الباحثان المذكوران. وعلى المستوى النظري, فقد أطلق علماء الأعصاب على هذه الخاصة مصطلح (المرونة العنقودية), وهي التي في رأيهم قد تكون الأكثر قدرة على تفسير السعة الدماغية الهائلة لاستيعاب المعلومات واختزانها في الذهن البشري.
يذكر أن متوسط عدد الأعصاب التي يحويها الدماغ البشري هو 100 مليار عصب, بينما يحوي من نقاط الاشتباك العصبي, من مضاعفات ذلك الرقم بنحو ألف مرة تقريباً. وفي سبيل إجراء هذه التجارب العلمية, فقد لجأ الباحثان - هارفي-و- سفوبودا- لاستخدام دماغ فأر معدل وراثياً, يحتوي على نوع من البروتين الوهاج, الذي يصدر ومضات ضوئىة من خلايا بعينها في ( قرين آمون). وبفضل استخدامها لمجهر عالي التقنية والأداء, تمكن الباحثان من مراقبة الوظيفة التي تؤديها خلية واحدة من الخلايا النخاعية للفأر. فعن طريق استخدام الليزر, تمكنا من إثارة بعض - الغلوتاميت- وهو مادة كيميائية دماغية, في إحدى نقاط الاشتباك العصبي في دماغ الفأر. بل تمكن الليزر من تنشيط التفاعلات الكيماوية في المنطقة المحددة من الدفاع التي قصدها الباحثان.
وتعتبر هذه بحد ذاتها تقنية جديدة في ملاحظة العلماء للطريقة التي تؤدي بها الخلايا النخاعية وظائفها في الدماغ, قياساً إلى استخدام العلماء سابقاً لتقنية الإثارة الكهربائىة لهذه الخلايا.
وما توصل إليه الباحثان- هارفي- و-سفوبودا- إنه ونتيجة للإثارة الكيميائىة التجاورية لهذه الخلايا, فإنه تزداد حساسية كل واحدة منها, بحيث تحافظ على حالة الإثارة تلك لمدة عشر دقائق كاملة, وهي مدة كافية لاستيعاب أي قدر من المعلومات لاسيما إذا ما ضربنا ذلك الرقم في 100 مليار وهو متوسط عدد الخلايا العصبية في الدماغ البشري.
للإجابة عن هذا السؤال, فقد كشفت دراسة جديدة نشرت في مجلة (Nature- الطبيعة) عن أولى الخطوات المفضية إلى حل هذا اللغز العلمي, إلى جانب استعراضها لأحدث الطرق وأكثرها تقدماً في دراسة الدماغ البشري human brain. فقد عمد فريق من الباحثين من (معهد هوارد هيوز الطبي) في مريلاند إلى إثارة مجموعة من الخلايا النخاعية الدقيقة المتفرعة الشكل, بدلا من إثارته لخلية واحدة واحدة فحسب من تلك الخلايا. واتضح من خلال التجارب العلمية التي أجريت, أن الخلايا الدماغية تقيم اتصالات مع بعضها البعض, عن طريق ارسال إشارات كيميائىة, عبر رأس من رؤوس الخلايا النخاعية المذكورة, من خلال مساحة تعرف بنقطة الاشتباك العصبي, إلى الرأس الخليوي النخاعي الذي يليه وهكذا. وفيما لو كانت الإشارة الكيميائىة من القوة بما يكفي, فإنها تؤدي لانتفاخ وتمدد الرأس الخليوي للأمام قليلاً, ما يزيد من قوة الاتصال بين الرؤوس الخليوية النخاعية المجاورة. وفيما يبدو, فإن هذه هي العملية الدماغية الرئيسة, التي تفسر قدرة الانسان على الادراك والتعلم.
غير أن الباحثين - كريستوفر دي هارفي- وكاريل سفوبودا- توصلا إلى نتيجة مغايرة جداً لدى إثارتهما لخلية نخاعية واحدة..وتتلخص هذه النتيجة في أن الخلية لم تنتفخ وتتمدد للأمام فحسب, وإنما ساعدت في جعل الخلايا النخاعية المجاورة لها أكثر حساسية للإشارات الكيميائىة, وبالتالي أكثر استعداداً لاستيعاب أي تدفق زائد للمعلومات, يفيض عن قدرة الخلية التي تمت إثارتها على الاستيعاب. ولفهم هذه العملية فما عليك إلا أن تتخيل كيف تتوفر مساحة كافية لاختزان كل شيء زائد, ما إن يتطوع كل جار من الجيران في الحي, بالاعلان عن استعداده وفتح قبو لاختزان كل مالم تتوفر له مساحة كافية في بيت أحد الجيران! فذلك تماماً هو ما تفعله الخلايا النخاعية ما إن تتم إثارتها. والمقصود علمياً بهذا, أن من شأن هذه المساعدات الطوعية الجماعية, أن تضاعف السعة التخزينية لأي من الخلايا النخاعية منفردة, مهما كانت طاقتها الاستيعابية للمعلومات التي تتلقاها. وهذا هو عين الذي توصل إليه الباحثان المذكوران. وعلى المستوى النظري, فقد أطلق علماء الأعصاب على هذه الخاصة مصطلح (المرونة العنقودية), وهي التي في رأيهم قد تكون الأكثر قدرة على تفسير السعة الدماغية الهائلة لاستيعاب المعلومات واختزانها في الذهن البشري.
يذكر أن متوسط عدد الأعصاب التي يحويها الدماغ البشري هو 100 مليار عصب, بينما يحوي من نقاط الاشتباك العصبي, من مضاعفات ذلك الرقم بنحو ألف مرة تقريباً. وفي سبيل إجراء هذه التجارب العلمية, فقد لجأ الباحثان - هارفي-و- سفوبودا- لاستخدام دماغ فأر معدل وراثياً, يحتوي على نوع من البروتين الوهاج, الذي يصدر ومضات ضوئىة من خلايا بعينها في ( قرين آمون). وبفضل استخدامها لمجهر عالي التقنية والأداء, تمكن الباحثان من مراقبة الوظيفة التي تؤديها خلية واحدة من الخلايا النخاعية للفأر. فعن طريق استخدام الليزر, تمكنا من إثارة بعض - الغلوتاميت- وهو مادة كيميائية دماغية, في إحدى نقاط الاشتباك العصبي في دماغ الفأر. بل تمكن الليزر من تنشيط التفاعلات الكيماوية في المنطقة المحددة من الدفاع التي قصدها الباحثان.
وتعتبر هذه بحد ذاتها تقنية جديدة في ملاحظة العلماء للطريقة التي تؤدي بها الخلايا النخاعية وظائفها في الدماغ, قياساً إلى استخدام العلماء سابقاً لتقنية الإثارة الكهربائىة لهذه الخلايا.
وما توصل إليه الباحثان- هارفي- و-سفوبودا- إنه ونتيجة للإثارة الكيميائىة التجاورية لهذه الخلايا, فإنه تزداد حساسية كل واحدة منها, بحيث تحافظ على حالة الإثارة تلك لمدة عشر دقائق كاملة, وهي مدة كافية لاستيعاب أي قدر من المعلومات لاسيما إذا ما ضربنا ذلك الرقم في 100 مليار وهو متوسط عدد الخلايا العصبية في الدماغ البشري.
.gif "Icon (19)")
.gif "Icon (12)")
Comment