"الاختناقات المرورية" في الدماغ.. علماء يمهدون لفك شفرة ألزهايمر
طور باحثون من جامعة كارنيجي ميلون، طريقة لنمذجة تنظيم نقل المواد في الخلايا العصبية للدماغ، مع التركيز على "الاختناقات المرورية".
وتلعب الاختناقات المرورية دورًا في أمراض مثل ألزهايمر وهنتنجتون وباركنسون، واستخدم الفريق البحثي تقنية نمذجة جديدة تسمى تحليل القياس المتساوي (IGA) لنمذجة الخلايا العصبية والاختناقات المرورية بشكل أكثر دقة.
وطورت جيسيكا زانج وأنجران لي من جامعة كارنيجي ميلون الأمريكية، طريقة جديدة لنمذجة تنظيم نقل المواد في الخلايا العصبية، مع التركيز على "الاختناقات المرورية" التي تحدث في هذه المسارات العصبية.
وتحدث الاختناقات المرورية العصبية على طول الأنابيب الدقيقة في المحور العصبي، مما يقلل من التدفق الصحي للمواد العصبية إلى أجزاء مختلفة من الخلايا العصبية، وبمرور الوقت تؤدي إلى تجويع أطراف الخلايا العصبية ما يتسبب في التنكس العصبي. ويمكن أن تؤدي هذه الاختناقات المرورية إلى إفراز الخلايا العصبية لبروتينات تاو، وهو مؤشر مبكر للإصابة بمرض ألزهايمر.
وخلال الدراسة المنشورة، الأربعاء، بدورية "سانتفيك ريبورتيز"، قام الباحثون بنمذجة هذه الأنابيب الدقيقة والطريقتين الرئيسيتين لحدوث هذه الاختناقات المرورية باستخدام التحسين المقيد للمعادلة التفاضلية الجزئية (PDE) ، وهو نهج جديد يعد رائدًا في هذا البحث.
وجاءت الخلايا العصبية التي تم تصميمها من موقع (neuromorpho.org)، وهي قاعدة بيانات للنماذج المُعاد بناؤها رقميا للخلايا العصبية الحقيقية.
ووجد الباحثون خلال الدراسة، أن إحدى طرق حدوث هذه الاختناقات المرورية العصبية، تتمثل في تقليل الأنابيب الدقيقة في منطقة ما، مما يؤثر على حجم الخلايا العصبية القادرة على التحرك على طول المحور العصبي أو التشعبات.
والطريقة الثانية هي تورم محور عصبي ودوامات الأنابيب الدقيقة، مما يزيد من المسافة التي يجب أن تقطعها المواد، بالإضافة إلى ذلك، عندما تنتشر لتشغل مساحة، يمكن أن ينحرف توازنها الدقيق، ما يؤدي إلى تكوين كتل متراكمة من المواد في المسارات المنتفخة، هذا يجعل من الصعب للغاية على المواد العصبية أن تتحرك بشكل صحيح عبر المسارات.
