اكتشاف آلية جديدة لـ عجلة القيادة في الدماغ

تكشف أحدث الدراسات في مجال علم الأعصاب عن فهم جديد للآلية المعقدة التي تحدث في الدماغ عندما نقوم بحركات بسيطة، مثل الانعطاف إلى اليسار أو اليمين.

وفي الغالب، لا يفكر الناس في ما يحدث في الدماغ عندما نتحرك إلى اليمين أو اليسار، لكن هذه الحركة البسيطة يتم التحكم فيها في الواقع من خلال عملية معقدة، حيث اكتشف باحثون من جامعة كوبنهاغن، بقيادة البروفيسور المساعد جاريد كريغ والبروفيسور أولي كين، شبكة من الخلايا العصبية في أدمغة الفئران التي تنظم هذه الإجراءات التي تبدو سهلة.

ويسلط هذا الاكتشاف الضوء على الوظائف العصبية الأساسية ويبشر بالتدخلات العلاجية المستقبلية، وخاصة في حالات مثل مرض باركنسون.

الكشف عن آلية توجيه الدماغ

في إحدى الدراسات، اعتمد فريق البحث على النتائج السابقة المتعلقة بـ "عجلة القيادة" في الدماغ، وهي شبكة من الخلايا العصبية المحددة في جذع الدماغ المسؤولة عن توجيه الحركات اليمنى واليسرى أثناء المشي. ومع ذلك، فإن التفاعل المعقد بين آلية التوجيه هذه ومناطق الدماغ الأخرى، مثل العقد القاعدية (مجموعة من النوى تحت القشرية)، ظل بعيد المنال حتى الآن.

ويوضح البروفيسور كين: "لقد اكتشفنا الآن مجموعة جديدة من الخلايا العصبية في جذع الدماغ والتي تتلقى المعلومات مباشرة من العقد القاعدية وتتحكم في الدائرة اليمنى واليسرى".

وتعمل العقد القاعدية، المعروفة منذ فترة طويلة بدورها في التحكم في الحركة الإرادية، كحلقة وصل حاسمة في هذه الدوائر العصبية. ويتكهن الباحثون بأن الخلل الوظيفي في هذا المسار قد يساهم في ضعف الحركة المميز لمرض باركنسون، وهي حالة تتميز بنقص الدوبامين في الدماغ.

ويقول البروفيسور كريغ: "يواجه المصابون بمرض باركنسون صعوبات في الانعطاف إلى اليمين واليسار. وتقع شبكة الخلايا العصبية المكتشفة حديثا في جزء من جذع الدماغ المعروف باسم PnO. وهي الخلايا التي تتلقى الإشارات من العقد القاعدية وتضبط طول الخطوة أثناء قيامنا بالدوران، وبالتالي تحدد ما إذا كنا ننتقل إلى النقطة أم لا: اليمين أو اليسار".

وركزت الدراسة في المقام الأول على الفئران، حيث أن جذع دماغها (كتلة دماغية تصل بين الدماغ الأمامي والنخاع الشوكي) يشبه إلى حد كبير جذع الدماغ البشري.

ومن خلال دراسة الفئران التي تعاني من أعراض تشبه أعراض مرض باركنسون، تمكن الباحثون من إثبات الآثار العلاجية المحتملة للنتائج التي توصلوا إليها.

ويوضح كريغ: "واجهت هذه الفئران صعوبات في الدوران، ولكن من خلال تحفيز الخلايا العصبية PnO، تمكنا من تخفيف صعوبات الدوران".

ويشير الباحثون إلى أن احتمال الاستفادة من هذه الاكتشافات في التدخلات العلاجية البشرية يحمل وعدا كبيرا. وقد تستفيد تقنيات، مثل التحفيز العميق للدماغ (DBS)، المستخدمة بالفعل في علاج مرض باركنسون، من الفهم الأعمق للشبكات العصبية المعقدة في الدماغ.

ويقترح البروفيسور كين: "في النهاية، قد نكون قادرين على التفكير في التحفيز العميق للدماغ لدى البشر"،. ومع ذلك، فإن ترجمة النتائج من الفئران إلى البشر تمثل تحديات، خاصة فيما يتعلق بدقة التحفيز العصبي.

واستخدم الباحثون تقنيات علم البصريات الوراثي المتقدمة لمعالجة نشاط الخلايا العصبية في منطقة PnO.

وعلم البصريات الوراثي، وهو أسلوب متطور، يتضمن تعديل خلايا معينة في الدماغ وراثيا لجعلها حساسة للضوء، وبالتالي تمكين التحكم الدقيق في نشاط الخلايا العصبية.

وتقول نتائج الدراسة التي نشرتها مجلة Nature Neuroscience: "عندما قام الباحثون بتنشيط الضوء، أصبحت الفئران التي كانت قادرة فقط على الانعطاف إلى اليسار قادرة على المشي في خط مستقيم والانعطاف إلى اليمين".