أعاد العلماء توصيل دماغ دودة متحولة باستخدام أجزاء من هيدرا

العقول ليست أسهل من الأعضاء للدراسة ، ولكن بأسلاكها الدقيقة والهمس الخفيف لرسائل الناقل العصبي. الآن ، يمكن جعل هذا البحث أسهل قليلاً ، حيث تعلمنا أنه يمكننا تبديل بعض الأنظمة الكيميائية المهمة مع كون الحيوان المضيف ليس أكثر حكمة.

في دراسة إثبات المفهوم التي أجراها فريق من الباحثين الأمريكيين ، الدودة المجهرية أنواع معينة انيقة كانت قطعًا موهوبة وراثيًا من الجهاز العصبي مأخوذة من مخلوق مختلف تمامًا – كائن يعيش في المياه العذبة فضوليًا يُعرف باسم العدار.

لم تكن المقايضة مختلفة عن تعليم دائرة دماغية معينة لغة أجنبية ، وإيجادها تؤدي وظيفتها كما كانت من قبل.

يوضح جوش هوك ، عالم الأعصاب في المختبر البيولوجي البحري في ماساتشوستس: “هناك الكثير من التنوع في الارتباط المشبكي في دماغ أي حيوان”.

“ستساعدنا القدرة على انتقاء واختيار ما نضعه في كائن حي آخر على فك التشابك وفهم كيف ولماذا تفعل العقول ما تفعله.”

مثلنا ، الديدان الخيطية C. ايليجانس لديه جهاز عصبي مرتبط بإحكام تحكمه نواقل كيميائية تسمى الناقلات العصبية. تستفيد الدوائر المختلفة من أنواعها الخاصة من الناقلات العصبية ، والتي يتم إطلاقها في الفجوات الرقيقة بين الخلايا العصبية التي تسمى المشابك العصبية.

بالنسبة للجزء الأكبر ، هذه الفراغات الضيقة هي المكان الذي يقوم فيه الدماغ بالكثير من عمله. المشابك العصبية هي البوابات المنطقية لدائرة الكمبيوتر في الدماغ – تحجب بعض الإشارات ، وتعزز أخرى ، وتحول التقلبات الكيميائية إلى شيء عميق.

يمكن لعلماء الأعصاب فهم الكثير عن وظائف الجهاز العصبي من خلال العبث بنظام إشارات المرور هذا باستخدام مجموعة متنوعة من الأدوية والتعديلات الجينية والمفاتيح التي تعمل بالضوء.

يمكن أن يخبرك تشغيل الأشياء وإيقافها ومشاهدة الفوضى كثيرًا عن كيفية عمل الجهاز العصبي. بعد كل شيء ، ظهر الكثير مما تعلمناه في علم الأعصاب من مراقبة عواقب الدماغ المكسور.

يقول كبير مؤلفي الدراسة ، دانيال كولون راموس ، من كلية جامعة ييل من الطب.

كانت الحيلة في هذه الحالة هي “إصلاح” دائرة معطلة في الديدان الخيطية بأجزاء مستعارة من كائن حي آخر ، واحدة تعمل على برامج كيميائية حيوية مختلفة تمامًا. العدار ليست ديدان. إنها أكثر ارتباطًا بشقائق النعمان البحرية ، بأجسام صغيرة مجسات يحكمها انتشار غير محكم من الخلايا العصبية مرتبة في بنية بسيطة تشبه الشبكة.

والأغرب من ذلك ، أن الخلايا المكونة لهذه الشبكة العصبية تتواصل مع بعضها البعض عن طريق إخراج الببتيدات التي تنتشر بعد ذلك عبر جسم الهيدرا ، لتنشيط المستقبلات المطابقة على الخلايا الأخرى.

“هناك مئات من الببتيدات العصبية في العدار، كل منها يمكن أن يكون قناة اتصال مختلفة ، “يقول هوك.

“بالنسبة لي ، هذا هو الشيء الأكثر إثارة. هذا يجب أن يفتح منطقة كاملة لم يكتشفها أحد من قبل.”

لاختبار هذا المفهوم ، قام هوك وزملاؤه بتغيير عينات من C. ايليجانس لفقد قدرتهم على الشعور بالشبع. أظهرت هذه الديدان الجائعة سلوكيات البحث عن الطعام بغض النظر عن كمية الطعام التي تناولتها ، مما أعطى الباحثين نشاطًا واضحًا يجب مراقبته في طفراتهم.

من هذه المجموعة من الديدان قاموا بإنشاء سطرين جديدين – أحدهما يحتوي على جين لببتيد هيدرا العصبي والآخر بجين المستقبل المقابل.

جمع النسل بين العائلتين النصفين معًا في جهاز عصبي واحد. بدون دارة دماغهم المعتادة “ أنا ممتلئة ” ، كان عليهم الاعتماد على هيدرا نيوروببتيد للإشارة إلى نهاية وقت الوجبة.

المقايضة الناجحة هي فقط الخطوة الأولى. بفضل الطريقة التي تعمل بها هيدرا نيوروببتيدات ، من الممكن فصل الخلايا العصبية التي تستخدمها للإشارة وجعلها تتواصل لمسافات طويلة.

يقول كولون راموس: “يمنحك هذا الأمر مزيدًا من المرونة كباحث في التعامل مع الخلايا العصبية غير المتجاورة”.

يمكن أن يكون هذا المزيج المحدد من المرسل والمستقبلات ، المسمى HySyn ، مجرد بداية لمجموعة أدوات ضخمة من أجهزة الإرسال البديلة التي يمكن للباحثين استخدامها لفك تعقيدات الدوائر العصبية.

تم نشر هذا البحث في اتصالات الطبيعة.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *