خلايا الدماغ المتولدة حديثا في الفئران لازمة للذاكرة
تظهر هذه الصورة الخلايا الحبيبية من التلفيف المسنن للفأر. الخلايا الحديثة ملونة باللون الأحمر وهي تظهر مدمجة في الدوائر الخلوية القائمة للخلايا الحبيبية تامة النمو. وتكشف الدراسة اليوم على الأهمية الحاسمة لهذه الخلايا المتولدة حديثا في ترميز الذاكرة.
وصف علماء الأعصاب بكولومبيا نشاط خلايا الدماغ التي تولدت حديثا في الفئران المستيقظة – وهي عملية تعرف باسم neurogenesis أو توالد الخلايا العصبية في الكبار – وكشفوا الدور الهام الذي تلعبه هذه الخلايا في تكوين الذاكرة. كما يقدم البحث الجديد دلائل تشير إلى ما يحدث عندما يحدث إنحراف في عملية ترميز الذاكرة.
قال أحد كبار الباحثين في الدراسة: “نهجنا يسمح لنا بمقارنة نشاط الخلايا حديثة النمو والخلايا تامة النمو في أدمغة الحيوانات الحية التي تتحرك”.
“هذه النتائج قد تساعد العلماء على فك رموز الدور الذي يلعبه تكوين الخلايا العصبية في الكبار في حالة الصحة والمرض.”
يتم إنتاج معظم خلايا الدماغ قبل الولادة، ولكن تستمر عدة مناطق في النمو بعد مرحلة البلوغ. وتسمى إحدى هذه المناطق التلفيف المسنن dentate gyrus، وهو هيكل صغير في الحصين hippocampus الذي يعتبر القيادة العامة للتعلم والذاكرة في الدماغ. ولكن لأن التلفيف المسنن صغير جدا، ويقع في جزء عميق جدا في الدماغ وجد العلماء صعوبة في دراسته.
“واحدة من علامات الاستفهام الكبيرة في علم الأعصاب هي لماذا يتم تجديد الخلايا في هذه المنطقة من الدماغ وليس مناطق أخرى”؟
“في هذه الدراسة، قمنا بتطوير أساليب متطورة ودقيقة للتحقيق في هذه المسألة بشكل أكثر شمولا من أي وقت مضى.”
أشارت دراسات سابقة أن الخلايا داخل التلفيف المسنن والمعروفة باسم الخلايا الحبيبية، تسمح للدماغ بالتمييز بين بيئات مماثلة ولكن مختلفة في بعض السمات. هذه العملية والمعروفة باسم الفصل النمطي هي المكون الرئيسي للGPS الداخلي في الدماغ. فهي تساعدنا على تذكر أين أوقفنا السيارة في الصباح في مقابل أين أوقفناها منذ أسبوعين، على سبيل المثال.
أوضح أحد الباحثين: “معظم الخلايا الحبيبية موجودة في التلفيف المسنن منذ الولادة، ولكن نسبة صغيرة تأتي كنتيجة لتكوين خلايا عصبية في الكبار مما يتمخض عن خلايا حبيبية جديدة بعد مرحلة البلوغ”.
“لقد افترضنا أن ما يسمى الخلايا الحبيبية المتولدة في الكبار تلعب دورا حاسما في الفصل النمطي.”
لاحظ الباحثون باستخدام مجهر ثنائي الفوتون نشاط الخلايا الحبيبية المتولدة حديثا في أدمغة الفئران الكبار وهم يسيرون على جهاز المشي. ومن أجل الحث على تشكيل ذكريات جديدة، وُضعت مادة لها ملمسا مميزا على جهاز المشي كما أحيط الجهاز ببعض الإشارات المختلفة . استطاع الباحثون عمل خريطة لكيفية عمل كلا النوعين من الخلايا الحبيبية – الحديثة والقديمة – في الفصل النمطي.
وجد الباحثون أن الفارق يكمن في نمط النشاط الفريد في الخلايا المتولدة حديثا في الكبار. فبعد فترة وجيزة من إنتاجها تظهر الخلايا الحبيبية المتولدة حديثا في الكبار استثارة متزايدة مقارنة بنظرائهما تامة النمو. ولكن بعد ستة أسابيع، يقل هذا نشاط هذه الخلايا الحديثة بشكل ملحوظ. الدفعة الأولي من الاستثارة قد تكون الأساس في التقاط الذكريات اللازمة للفصل النمطي.
لتحديد ما يحدث عندما يتم تعطيل هذه العملية، وضع الباحثون الفئران في بيئة واحدة، وعُّرضوهم لصدمة كهربائية ضعيفة في القدم في البيئة الأولى ثم أدخلوهم إلى الثانية الآمنة ذات البيئة المشابهة ولكن متميزة عن الأولى.
باستخدام علم البصريات الوراثي – وهو أسلوب يستخدم ضوء الليزر للتعامل مع خلايا محددة في الدماغ – اسكت العلماء الخلايا الحبيبية المتولدة حديثا في الكبار مؤقتا خلال التعرض للبيئة الآمنة. الفأر الطبيعي الصحي يمكن أن يميز بين كلا الإعدادات ويظهر استجابة الخوف تجاه البيئة غير المواتية. ولكن الفئران التي تم اسكات خلايا الدماغ الخاصة بها في كلا البيئتين – الخطيرة والآمنة – أظهرت نفس النتائج مما تسبب في خوف الفئران من كلا البيئتين.
https://www.sciencedaily.com/releases/2016/03/160310124902.htm
