محققان به روش جدید و هوشمندانهای برای منجمد کردن سلولهای مغزی دقیقاً در لحظه شلیک سیگنال دست یافتهاند؛ این بدان معناست که فرآیندهایی که معمولاً با سرعتی فراتر از توان مشاهده رخ میدهند، اکنون با جزئیات قابل مطالعه هستند. این دستاورد ممکن است سرنخهایی برای درمان بیماریهایی مانند پارکینسون فراهم کند، که در آنها این سیگنالدهی دچار اختلال میشود.
این فرآیند که شوک و انجماد نامیده میشود، شامل وارد کردن شوک الکتریکی به سلولهای مغزی و سپس انجماد آنها تحت فشار بالا، در کسری از میلیثانیه است. در این پژوهش، محققان به سرپرستی تیمی از دانشکده پزشکی دانشگاه جانز هاپکینز در ایالات متحده، این تکنیک را بر روی بافت مغزی موش و انسان آزمایش کردند.
این آزمایشها جزئیاتی از عملکرد سیناپسها (که مسئول ارتباط میان نورونها هستند) و وزیکولها (که پیامهای شیمیایی ارسالی را در خود نگه میدارند) فاش کردند. این تعاملات برای همه چیز، از حافظه گرفته تا یادگیری، حیاتی و بنیادین هستند.
مرتبط: کشف زلزله مغزی میتواند آموختههای ما درباره اسکیزوفرنی را تغییر دهد.
چلسي ادینگ، عصبشناس دانشگاه جانز هاپکینز و همکارانش در مقاله منتشر شده خود مینویسند: «این رویکرد پتانسیل آن را دارد که اطلاعات پویا و با وضوح بالا درباره انتقال غشای سیناپسی در برشهای دستنخورده مغز انسان را آشکار کند.»
به طور خاص، پژوهشگران فرآیند اندوسیتوز را در حین انجام مشاهده کردند؛ یک فرآیند بازیافت که وزیکولهای مصرفشده را حذف کرده و نمونههای جدیدی میسازد تا برای ارسال پیامهای بیشتر به نورونها آماده باشند.
کشف اسرار پارکینسون با تصویربرداری به روش شوک و انجماد
محققان شواهدی از «اندوسیتوز فوقسریع» را یافتند که در کمتر از ۱۰۰ میلیثانیه رخ میدهد؛ این فرآیند در برشهای مغزی موش و انسان به گونهای ثبت و حفظ شده است که سلولها اکثر ساختار و عملکرد طبیعی خود را حفظ میکنند. این تیم همچنین پروتئینی به نام دینامین ۱ ایکس ای (dynamin1xA) را شناسایی کردند که برای این فرآیند اندوسیتوز حیاتی و ضروری است.
با کشف این جزئیات برای اولین بار در بافتهای مغزی اهدایی از افرادی که تحت عمل جراحی حذف ضایعات مغزی قرار گرفته بودند، اکنون دانشمندان درک بهتری از مکانیسمهایی دارند که در بیماریهای مغزی دچار اختلال میشوند. علاوه بر این، انطباق بسیار نزدیک نتایج بهدستآمده میان نمونههای حیوانی و انسانی امیدوارکننده است؛ این یافتهها از این ایده حمایت میکنند که موشها مدلهای مفیدی برای تحقیقات بر روی مغز انسان هستند.
شیگکی واتانابه، زیستشناس سلولی از دانشکده پزشکی دانشگاه جانز هاپکینز میگوید: «یافتههای ما نشان میدهد که مکانیسم مولکولی اندوسیتوز فوقسریع در بافتهای مغزی موش و انسان به صورت یکسان حفظ شده است.»
روش شوک و انجماد تنها یکی از چندین تکنیکی است که دانشمندان علوم اعصاب اخیراً برای ثبت تصاویری از سیناپسهای فعال در بافتهای نیمهزنده ابداع کردهاند.
در مورد بیماری پارکینسون، شناخت دقیقتر نحوه همکاری این سیناپسها و وزیکولها باید به روشن شدن این موضوع کمک کند که چه اختلالی در مغز بیماران مبتلا به پارکینسون رخ میدهد و بهطور بالقوه، چگونه میتوان آن را ترمیم کرد.
هرچند تا رسیدن به آن مرحله راه درازی در پیش است، اما میدانیم که با پیشرفت پارکینسون، نورونهای مغز از بین میروند و تصور میشود این مرگ سلولی تا حدودی با سیناپسهای معیوب مرتبط باشد. با این حال، پارکینسون بیماری پیچیدهای است و تفکیک پیامدهای این عارضه از عوامل محرک آن کار سادهای نیست.
در مرحله بعد، محققان امیدوارند با کسب اجازه، نمونههای بافتی از بیماران مبتلا به پارکینسون که تحت عملهای جراحی تهاجمی مغز قرار میگیرند، تهیه کنند. این نمونهها میتوانند نشان دهند که فعالیت وزیکولها در مغزهای آسیبدیده از این بیماری چه تفاوتی دارد.
با توجه به اینکه پارکینسون در حال حاضر میلیونها نفر را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار داده و انتظار میرود در سالهای آینده شیوع بیشتری یابد، تکنیکهایی مانند شوک و انجماد میتوانند در نقشهبرداری از فعالیتهای مغزی در کوچکترین مقیاسها و کوتاهترین بازههای زمانی، حیاتی باشند.
واتانابه میگوید: «امیدواریم این تکنیک جدید برای تصویرسازی پویایی غشای سیناپسی در نمونههای بافت زنده مغز، به ما در درک شباهتها و تفاوتهای میان اشکال ارثی و غیرارثی این بیماری کمک کند.»
منبع خبر : tvbrics.com
نظرات کاربران