علماء ينمون أنسجة مترابطة بشكل يشبه الدماغ البشري في المختبر
تاريخ النشر: 12th, April 2024 GMT
طور فريق بحث ياباني وفرنسي تقنية لربط أنسجة الدماغ المزروعة في المختبر بطريقة تشبه الدوائر الموجودة في الدماغ البشري.
ويصعب دراسة الآليات الدقيقة لنمو الدماغ ووظائفه عادة، بسبب الاختلافات بين الأنواع الحية في بنية الدماغ ووظيفته، حيث تقتصر الدراسات على الحيوانات، كما تميل خلايا الدماغ المزروعة في المختبر إلى الافتقار إلى الروابط المميزة للخلايا الموجودة في الدماغ البشري.
“Complex Activity and Short-Term Plasticity of Human Cerebral Organoids Reciprocally Connected with Axons” by Tomoya Duenki et al. Nature Communicationshttps://t.co/7r50nvqinF
3/3
ويدرك العلماء أن هذه الروابط بين المناطق والدوائر التي تكونها مهمة للعديد من وظائف الدماغ التي تحدد هويتنا كبشر، ولذلك، حاولت العديد من الدراسات السابقة إنشاء دوائر دماغية في ظل ظروف معملية، وأدت هذه الجهود المتواصلة إلى تقدم هذا المجال.
إقرأ المزيد
والآن، اكتشف علماء جامعة طوكيو، بالتعاون مع فريق من العلماء الفرنسيين، طريقة لإنشاء المزيد من الروابط الفسيولوجية بين "العضيات العصبية" المزروعة في المختبر. والعضيات هي أنسجة نموذجية تجريبية تنمو فيها الخلايا الجذعية البشرية إلى هياكل ثلاثية الأبعاد تحاكي الدماغ.
وحقق العلماء ذلك عن طريق ربط هذه العضيات باستخدام حزم محاور عصبية (axonal bundles)، والتي تشبه الجسور التي تربط مناطق مختلفة في الدماغ البشري الحي.
ويقول تومويا دوينكي، المؤلف الرئيسي المشارك للدراسة، إنه في العضيات العصبية المفردة المزروعة تحت ظروف المختبر، تبدأ الخلايا في إظهار نشاط كهربائي بسيط نسبيا.
وقاموا في البداية بربط عضيتين عصبيتين بحزم محاور عصبية. ثم لاحظوا كيف ساهمت هذه الروابط في توليد ومزامنة أنماط النشاط بين الهياكل العضية. وقد أظهر ذلك بعض التشابه في الروابط بين منطقتين داخل الدماغ.
إقرأ المزيدوأظهرت العضيات الدماغية المرتبطة بحزم المحاور العصبية نشاطا أكثر تعقيدا من العضيات المفردة. لذلك قام الفريق بتحفيز الحزم المحورية باستخدام تقنية تعرف باسم علم البصريات الوراثي (إحدى تقنيات علم الأعصاب التي تسمح بالتحكم بخلايا الدماغ الحية باستخدام كابلات الألياف الضوئية).
وتم تغيير نشاط العضيات وفقا لذلك وتأثر العضو بهذه التغييرات. واستمر ذلك لبعض الوقت في عملية تعرف باللدونة (قدرة الجهاز العصبي على التغيير).
وتعد اللدونة مهمة لأنها تساعد العلماء على فهم كيفية استجابة الهياكل الشبيهة بالدماغ للتغيرات والتكيف معها. وهذا يعني معرفة المزيد عن كيفية عمل أنسجة المخ النامية في المختبر.
المصدر: Interesting Engineering
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: أخبار الصحة الصحة العامة تجارب معلومات عامة معلومات علمية الدماغ البشری فی المختبر فی الدماغ
إقرأ أيضاً:
علماء يكشفون حقيقة مرض بطانة الرحم المهاجرة
وجد علماء في جامعة كاليفورنيا، أن بطانة الرحم المهاجرة وهو مرض مزمن مؤلم يصيب 10 بالمئة من النساء، غالبا ما يحدث بالتزامن مع أمراض مثل السرطان، وداء كرون، والصداع النصفي، بحسب تقرير في موقع ميديكال إكسبرس.
ويمكن أن يحسن هذا البحث كيفية تشخيص بطانة الرحم المهاجرة، وفي نهاية المطاف، كيفية علاجها. كما أنه يرسم صورة أوضح حتى الآن لحالة غامضة بقدر ما هي شائعة.
واستخدمت الدراسة، التي نشرت في مجلة Cell Reports Medicine، أساليب حسابية طورت في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، لتحليل سجلات المرضى مجهولي الهوية، التي جمعت في ستة مراكز صحية تابعة لجامعة كاليفورنيا.
وقالت الدكتورة مارينا سيروتا، المديرة المؤقتة لمعهد باكار لعلوم الصحة الحاسوبية (BCHSI) في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، وأستاذة طب الأطفال، والمؤلفة الرئيسية للدراسة: "لدينا الآن الأدوات والبيانات اللازمة لإحداث فرق إيجابي في حياة العدد الهائل من السكان الذين يعانون من مرض بطانة الرحم المهاجرة.. نأمل أن يحدث هذا تغييرا جذريا في كيفية تعاملنا مع هذا الاضطراب".
ويحدث مرض بطانة الرحم المهاجرة، المعروف أيضا باسم "الانتباذ البطاني الرحمي"، عندما تنتشر بطانة الرحم، وهي النسيج الغني بالدم الذي ينمو في الرحم قبل أن يطرد كل شهر أثناء الدورة الشهرية، إلى أعضاء أخرى مجاورة. ويسبب ألما مزمنا وعقما. وتشير التقديرات إلى أن ما يقرب من 200 مليون امرأة حول العالم يعانين منه.
وقالت الدكتورة ليندا جوديس، الحاصلة على دكتوراه وماجستير في العلوم، وهي طبيبة وعالمة في قسم التوليد وأمراض النساء وعلوم الإنجاب في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، والمؤلفة المشاركة للدراسة: "بطانة الرحم المهاجرة مرض منهك للغاية".
وأضافت: "يؤثر هذا المرض على حياة المريضات تأثيرا بالغا، بدءا من علاقاتهن الشخصية ووصولا إلى قدرتهن على العمل وتكوين أسرة والحفاظ على صحتهن النفسية".
يعد إجراء الجراحة للكشف عن أنسجة بطانة الرحم خارج الرحم هو المعيار الأمثل لتشخيص هذا المرض، ويعالج بشكل رئيسي بالهرمونات لتثبيط الدورة الشهرية، أو الجراحة لإزالة الأنسجة الزائدة.
ولكن لا يستجيب الجميع للعلاج الهرموني، الذي قد يسبب آثارا جانبية منهكة. حتى بعد الجراحة، قد تتفاقم الحالة. يعد استئصال الرحم إجراء أخيرا يخصص عادة للنساء الأكبر سنا؛ لكن بعض النساء يستمررن في الشعور بالألم حتى بعد استئصال الرحم.
وتعاونت جوديس مع سيروتا للاستفادة من بيانات المرضى مجهولي الهوية في نظام الرعاية الصحية بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو في مجال بطانة الرحم، والتي قد تختلف اختلافا كبيرا من مريضة إلى أخرى. جوديس وسيروتا باحثتان رئيسيتان في مركز جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو وجامعة ستانفورد لبطانة الرحم للاكتشاف والابتكار والتدريب والمشاركة المجتمعية (ENACT).
وقالت سيروتا: "هذه البيانات غير منظمة؛ لم تجمع لأغراض بحثية، بل لغرض إنساني حقيقي، وهو مساعدة النساء المحتاجات للرعاية".
وأضافت: "أتيحت لنا فرصة نادرة لتقييم دقيق لكيفية ظهور الانتباذ البطاني الرحمي لدى مرضى جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، ثم سألنا عما إذا كانت هذه الملاحظات تنطبق على المرضى الذين خضعوا للفحص في مراكز جامعة كاليفورنيا الصحية الأخرى".
وباستخدام خوارزميات طورت لهذه المهمة، بحث عمير خان، طالب دراسات عليا في المعلوماتية الحيوية في مختبر سيروتا والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية، عن روابط تربط بطانة الرحم المهاجرة ببقية التاريخ الصحي لكل مريضة.
وقارن خان بين مريضات بطانة الرحم المهاجرة وغير المصابات به، وصنف المريضات المصابات به إلى مجموعات بناء على التاريخ الصحي المشترك. ثم قارن نتائجه من بيانات جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، ببقية البيانات الصحية لجامعة كاليفورنيا لمعرفة ما إذا كانت مشابهة في جميع أنحاء كاليفورنيا.
وقال خان: "وجدنا أكثر من 600 علاقة بين بطانة الرحم المهاجرة وأمراض أخرى". تراوحت هذه النتائج بين ما كنا نعرفه أو نشتبه به، مثل العقم وأمراض المناعة الذاتية وحموضة المعدة، وأخرى غير متوقعة، مثل بعض أنواع السرطان والربو وأمراض العين.
أصيب بعض المرضى بالصداع النصفي، مما يعزز الدراسات السابقة التي تشير إلى أن أدوية الصداع النصفي قد تساعد في علاج بطانة الرحم المهاجرة.
وصرحت الدكتورة توميكو أوسكوتسكي، الباحثة في ENACT والأستاذة المشاركة في كلية UCSF BCHSI والمؤلفة المشاركة في البحث: "في الماضي، كانت دراسات كهذه شبه مستحيلة". وأضافت: "لم يمضِ سوى 12 عاما على توفر السجلات الصحية الإلكترونية غير محددة الهوية بهذا الحجم".
تدعم الدراسة الفهم المتزايد لبطانة الرحم المهاجرة كاضطراب "متعدد الأجهزة" - وهو مرض ينشأ عن خلل في جميع أنحاء الجسم.
وقالت جوديس: "هذا هو نوع البيانات التي نحتاجها لإحداث تغيير جذري، وهو ما لم يحدث منذ عقود. لقد أصبحنا نقترب أخيرا من التشخيص السريع، ونأمل في نهاية المطاف أن نتمكن من إيجاد علاج مصمم خصيصا لملايين النساء اللاتي يعانين من مرض بطانة الرحم المهاجرة".
حسام موافي: شرب الحشيش لا يحتاج لمصحة.. والترامادول يستوجب الدخول الفوري