عدد الخلايا العصبية في الدماغ.. علماء يتوصلون لاكتشاف مهم

بفضل الأدوات الجينية التي تسمح لأجهزة الكمبيوتر بحساب عدد الخلايا العصبية من الصور المجهرية، قدّر باحثو المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا في لوزان بسويسرا، بدقة غير مسبوقة عدد الخلايا العصبية وأنواع أخرى من الخلايا في دماغ يرقات ذبابة الفاكهة.

• ذبابة الفاكهة.. حشرة يعشقها العلماء (إنفوجراف)
  

واكتشف الباحثون أن الإناث لديها عدد من الخلايا العصبية يفوق الذكور، وتمّ الإعلان عن هذه الإنجاز اليوم الثلاثاء في دورية "إي لايف".

ويعد تحديد عدد الخلايا في الدماغ أمراً أساسياً لدراسة بنية الدماغ ووظيفته، لكن عد الخلايا العصبية من الصور المجهرية يستغرق وقتاً طويلاً.

وللتغلّب على هذه المشكلة، يقوم الباحثون عادةً بتقطيع أنسجة المخ ثم عد عدد الخلايا في قسم واحد لتقدير العدد الإجمالي للخلايا العصبية في الدماغ، لكن هذه الأساليب عرضة للخطأ، لأنها تفترض أن عدد الخلايا العصبية أو الخلايا الأخرى هو نفسه في جميع أنحاء الدماغ.

الآن، طوّر علماء المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا في لوزان، نهجاً جديداً لتحديد الخلايا بدقة وسرعة خارقة في الدماغ السليم ليرقة ذبابة الفاكهة (ذبابة الفاكهة)، وهي كائن حي نموذجي مهم في علم الأعصاب.

وكشفت النتائج عن عدد أقل من الخلايا العصبية وعدد أكبر بكثير من الخلايا الدبقية، وهي نوع من الخلايا التي تدعم الخلايا العصبية وتحميها، مما كان يُعتقد سابقًا.

واكتشف الفريق أيضاً اختلافات غير متوقعة بين أدمغة اليرقات الذكور والإناث، حيث تمتلك الإناث عددًا أكبر بكثير من الخلايا العصبية مقارنة بالذكور.

ويقول بريان مكابي، كبير مؤلفي الدراسة، ومدير مختبر علم الوراثة العصبية والأمراض والأستاذ في المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا: "في الوقت الحالي، يحاول العلماء جعل الروبوتات أو أجهزة الكمبيوتر تحل المشكلات التي حلها البشر تقليدياً، ونحاول أن نلتقي بأجهزة الكمبيوتر في منتصف الطريق من خلال تسهيل حل المشكلة بالنسبة لها".

ويضيف: "على سبيل المثال، عندما ينظر علماء الأعصاب إلى الخلايا العصبية، فإنهم يقومون بتسمية سطح الخلية بالكامل، ومع ذلك، يمكن أن تحتوي الخلايا العصبية على هياكل معقدة للغاية: مثل الخلايا الأخرى، لديها جسم خلية مستدير حيث توجد النواة والبنى الخلوية الأخرى؛ لكن الخلايا العصبية لديها شيء لا تملكه الخلايا الأخرى، وهي نتوءات معقدة تمتد من جسم الخلية لنقل الإشارات الكهربائية والكيميائية داخل وخارج الخلية، ومن الصعب جدًا على أجهزة الكمبيوتر قياسها".

ومن خلال العمل في يرقات ذبابة الفاكهة، استخدمت وي جياو، عالمة ما بعد الدكتوراه في مختبر مكابي، وزملاؤها، أدوات وراثية للتعبير عن علامة الفلورسنت التي من شأنها أن تجعل فقط نواة الخلايا العصبية تتوهج.

بعد ذلك، قاموا بتصوير دماغ اليرقات باستخدام تقنية مجهرية متطورة تسمح للباحثين بإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد لعينة دون إتلافها، وأخيرًا، طلب الفريق من أجهزة الكمبيوتر فحص وتحليل الصور المجهرية.

ويقول مكابي: "في هذه الصور، تكون الخلية العصبية مجرد نقطة، وما عليك سوى عد النقاط".

وباستخدام هذا النهج، وجد الفريق أن أدمغة اليرقات الأنثوية لديها حوالي 10300 خلية عصبية، ما بين 15 إلى 30% أقل مما كان متوقعاً سابقاً، وحوالي 3800 خلية دبقية، أي ثلاثة أضعاف ما كان متوقعًا في السابق.

وتحتوي أدمغة ذكور اليرقات على 9400 خلية عصبية، أي ما يقرب من 10% أقل من الخلايا العصبية لدى الإناث، ووجد الباحثون أن لديها حوالي 4% من الخلايا الدبقية أكثر من نظيرتها الأنثوية.

يقول مكابي: "في مرحلة اليرقات، لا تمتلك ذبابة الفاكهة أي أعضاء جنسية خارجية، لذا فإن العثور على مثل هذا الاختلاف الكبير كان مفاجئاً".

وعلى الرغم من عدم وجود تفسير حالياً لهذه الاختلافات بين الجنسين، إلا أن مكابي يتوقع أن الاختلافات السلوكية قد تساهم في اختلاف عدد الخلايا العصبية والخلايا الدبقية بين أدمغة الذكور والإناث، ومع ذلك، يضيف، فإن النتائج تسلّط الضوء على أنه عند دراسة السلوكيات أو توصيلات الدماغ، يحتاج الباحثون إلى النظر إلى كلا الجنسين.

والآن بعد أن حدد الباحثون بدقة عدد خلايا الدماغ في يرقة ذبابة الفاكهة، فإنهم يريدون التحقيق في كيفية ارتباط الخلايا العصبية ببعضها البعض وما هي الوظيفة التي تؤديها في الدماغ.

aXA6IDMuMTM5Ljk4LjEwIA==

جزيرة ام اند امز