كشف علمي مذهل.. رسم أول خريطة لـ رأس حشرة

توصلت دراسة جديدة إلى أن الباحثين قاموا ببناء أول خريطة على الإطلاق لدماغ حشرة، حيث تُظهر الخريطة كل خلية عصبية في دماغ ذبابة فاكهة صغيرة، وكيف يتم توصيلها ببعضها البعض، ويقول العلماء إن الإنجاز التاريخي في علم الأعصاب يقرب الخبراء من الفهم الحقيقي لآلية التفكير.

وتُعرف خريطة 3016 خلية عصبية تشكل دماغ اليرقة والدوائر التفصيلية للمسارات العصبية داخلها باسم الشبكة العصبية، ويقول الباحثون إنه أكبر شبكة عصبية كاملة للدماغ تم وصفها حتى الآن.

وقاد البحث البروفيسور مارتا زلاتيك والبروفيسور ألبرت كاردونا، من مختبر مجلس البحوث الطبية للبيولوجيا الجزيئية في جامعة كامبريدج، إلى جانب زملاء من جامعة كامبريدج وجامعة جونز هوبكنز وآخرون.

ويتكون الجهاز العصبي للكائن الحي، بما في ذلك الدماغ، من الخلايا العصبية التي ترتبط ببعضها البعض عبر المشابك العصبية، في شكل مواد كيميائية، حيث تنتقل المعلومات من خلية عصبية إلى أخرى عبر نقاط الاتصال هذه.

وقال البروفيسور زلاتيك: "الطريقة التي يتم بها تنظيم دارة الدماغ تؤثر على العمليات الحسابية التي يمكن أن يقوم بها الدماغ، ولكن، حتى هذه النقطة، لم نر بنية أي دماغ باستثناء الدودة المستديرة C. elegans، والشرغوف من الحبال المنخفضة، ويرقة دودة علقية بحرية، وكلها تحتوي على عدة مئات من الخلايا العصبية".

آلية عمل دماغ الحشرة

وهذا يعني أن علم الأعصاب كان دون خرائط الدوائر، وبدون معرفة بنية الدماغ، فإننا نخمن الطريقة التي يتم بها تنفيذ الحسابات، ولكن الآن، يمكننا البدء في اكتساب فهم آلي لكيفية عمل الدماغ."

قال جو لاتيمر، رئيس قسم علوم الأعصاب والصحة العقلية في مجلس البحوث الطبية: "هذا عمل مثير ومهم من قبل الزملاء في مختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية وآخرين، ولم يقتصر الأمر على تعيينهم لكل خلية عصبية في دماغ الحشرة، ولكنهم أيضًا توصلوا إلى كيفية اتصال كل خلية عصبية".

وتابع "هذه خطوة كبيرة إلى الأمام في معالجة الأسئلة الرئيسية حول كيفية عمل الدماغ، لا سيما كيفية تحرك الإشارات عبر الخلايا العصبية والمشابك مما يؤدي إلى السلوك، وقد يؤدي هذا الفهم التفصيلي إلى تدخلات علاجية في المستقبل."

وأضاف: "جميع الأدمغة متشابهة إنها جميعًا شبكات من الخلايا العصبية المترابطة، ويجب على جميع العقول من جميع الأنواع أداء العديد من السلوكيات المعقدة، حيث يحتاجون جميعًا إلى معالجة المعلومات الحسية، والتعلم، واختيار الإجراءات، والتنقل في بيئاتهم، واختيار الطعام، والتعرف على خصائصهم، والهروب من الحيوانات المفترسة، إلخ.

وبنفس الطريقة التي يتم بها حفظ الجينات عبر مملكة الحيوان، أعتقد أنه سيتم أيضًا الحفاظ على الزخارف الأساسية للدوائر التي تنفذ هذه السلوكيات الأساسية.

من أجل تكوين صورة للشبكة العصبية ليرقة ذبابة الفاكهة، قام الباحثون بمسح آلاف الشرائح من دماغ اليرقة، حيث أعادوا بناء الصور الناتجة في خريطة دماغ الذبابة وقاموا بتعليق توضيحي بشق الأنفس على الروابط بين الخلايا العصبية.

بالإضافة إلى رسم خرائط 3016 خلية عصبية، قام العلماء برسم 548000 نقطة تشابك عصبية مذهلة، حيث استغرق العمل من الباحثين 12 عامًا لإكماله، واستغرق التصوير وحده يومًا تقريبًا لكل خلية عصبية.