في البداية ، قام العلماء بتتبع مليون خلية عصبية في نفس الوقت تقريبًا في دماغ الفأر

تمكن الباحثون من الاحتفاظ بعلامات تبويب على مليون خلية عصبية مختلفة في أدمغة الفئران في وقت واحد – مما جعل العلماء يقتربون خطوة مثيرة للإعجاب نحو أن يكونوا يومًا ما قادرين على تتبع النشاط شديد التعقيد لأدمغة الإنسان.

المفتاح هو ابتكار يسمى “الفحص المجهري لخرز الضوء”. إنه يحسن الفحص المجهري ثنائي الفوتون الحالي ، باستخدام الليزر لتحفيز التألق المُدخل في الخلايا الحية. عندما تضاء الخلايا ، يمكن للعلماء رؤية كيف تتحرك وتتفاعل.

باستخدام الفحص المجهري للخرز الضوئي ، يمكن للعلماء الحصول على السرعة والحجم والدقة المطلوبة لرسم خريطة لدماغ الفأر بالتفصيل مع تغير نشاطه العصبي. يمكن أن يستمر التتبع شبه المتزامن طالما أن حبات الضوء قادرة على البقاء مضاءة.

يقول عالم الأعصاب Alipasha Vaziri من جامعة Rockefeller في نيويورك: “يتطلب فهم طبيعة شبكة الدماغ المترابطة بكثافة تطوير تقنيات تصوير جديدة يمكنها التقاط نشاط الخلايا العصبية عبر مناطق الدماغ المتباعدة إلى حد كبير بسرعة عالية وبدقة خلية واحدة”.

“نحن بحاجة لالتقاط العديد من الخلايا العصبية في أجزاء بعيدة من الدماغ في نفس الوقت بدقة عالية. هذه المعلمات تكاد تكون متبادلة.”

بعبارة أخرى ، يتعين على تقنيات الفحص المجهري الحالية الاختيار بين التكبير للحصول على تفاصيل كافية وتفويت كل ما يحدث ، أو التصغير لرؤية الصورة بأكملها وفقدان بعض التفاصيل الدقيقة.

يستطيع الفحص المجهري للخرزات الضوئية التغلب على هذه القيود عن طريق إزالة الوقت الميت بين نبضات الليزر – باستخدام تجويف من المرايا ، فإنه يقسم كل نبضة قوية إلى 30 نبضة فرعية أصغر ذات قوة مختلفة ، والتي تكون جميعها قادرة على الوصول إلى أعماق مختلفة مع الحفاظ على نفس المستوى من التألق.

هذا يعني أنه يمكن تصور أعماق متعددة في نفس النبض ، مما يمنح العلماء نظرة أعمق وأسرع على ما يحدث. أظهر العلماء الآن تقنية تتبع مليون خلية عصبية دفعة واحدة في دماغ الفأر.

يقول وزيري: “لا يوجد سبب وجيه لعدم قيامنا بذلك قبل خمس سنوات”. “كان من الممكن – المجهر وتكنولوجيا الليزر موجودة. لم يفكر أحد في ذلك.”

من خلال الفحص المجهري للخرز الضوئي ، يأمل العلماء في أن يكونوا قادرين على تتبع التفاعلات بين المناطق الحسية والحركية والبصرية في الدماغ – ليس فقط في الفئران ولكن في الحيوانات الأخرى أيضًا.

سيتطلب تفسير وفهم النشاط العصبي الذي يتم تسجيله خطوة أخرى إلى الأمام ، لكن الدراسة الجديدة تدفع بفكرة ما هو ممكن مع هذا النوع من التحليل المجهري.

كلما استطعنا أن نرى داخل الدماغ بشكل أفضل ، كان بإمكاننا معرفة كيفية عمله بشكل أفضل – سواء كان ذلك هو التفاعل بين الخلايا العصبية الفردية أو اكتشاف أجزاء الدماغ التي تتوافق مع المشاعر والعواطف.

يقول وزيري: “سيسمح لنا الفحص المجهري للخرزات الضوئية بالتحقيق في الأسئلة البيولوجية بطريقة لم تكن ممكنة من قبل”.

تم نشر البحث في طرق الطبيعة.

التعليقات

اترك تعليقاً

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