يحتاج المواليد الجدد إلى تخزين كميات كبيرة من المعلومات الجديدة بسرعة أثناء تعلمهم التنقل حول العالم. يُعتقد أن المشابك العصبية الصامتة – الروابط غير الناضجة بين الخلايا العصبية التي ليس لها نشاط ناقل عصبي بعد – هي الأجهزة التي تسمح لهذا التخزين السريع للمعلومات بالحدوث في وقت مبكر من الحياة.
اكتُشفت لأول مرة منذ عقود في الفئران حديثة الولادة ، وكان يُعتقد أن هذه التقاطعات العصبية المحتملة تختفي مع تقدم الحيوانات في العمر. وجدت دراسة حديثة أجراها باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة أن هذا التلاشي ربما لم يكن متطرفًا كما كان مفترضًا في البداية.
لم يخطط الفريق للنظر على وجه التحديد في هذه الروابط المحتملة. بدلاً من ذلك ، كانوا يواصلون العمل السابق على مواقع امتدادات الخلايا العصبية التي تسمى التشعبات.
لقد حصلوا على أكثر قليلاً مما توقعوا. لم يقتصر الأمر على التقاط صور للتشعبات ، ولكن عددًا لا يحصى من النتوءات الصغيرة الشبيهة بالخيوط المنبثقة منها تسمى filopodia.
“أول شيء رأيناه ، والذي كان غريبًا جدًا ، والذي لم نتوقعه ، هو وجود أرجل خيطية في كل مكان ،” قال عالم الأعصاب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مارك هارنيت ، المؤلف الرئيسي للورقة.
عادة ما يكون مختبئًا في وهج الفلورة المستخدم لإضاءة الخلية للتصوير ، استخدم الباحثون تقنية تصوير خاصة تم تطويرها العام الماضي فقط يسمى التحليل المضخم للحلقة الحافظة البروتينية (eMAP).
تستخدم عملية التصوير الجديدة هذه مادة هلامية للمساعدة في تثبيت الهياكل الخلوية الدقيقة والبروتينات في مكانها ، مما يسمح للباحثين بدراستها بشكل أفضل عند التلاعب بالأنسجة.
فايروس يعبر عن البروتين الفلوري الأخضر في اثنين من الذكور البالغين واثنين من الفئران ، للمساعدة في إلقاء الضوء على الأنسجة ذات الصلة للتصوير. ثم تم تشريح القشرة البصرية الأولية الخاصة بهم وتقسيمها إلى شرائح مليمتر واحد قبل أن يتم تحضينها في محلول مونومر هيدروجيل eMAP وتثبيتها بين الشرائح الزجاجية.
يمنح هذا الحل eMAP وقتًا لتدعيم الهيكل الخلوي في مكانه ، مما يسمح للباحثين بالتقاط صور عالية الدقة للتشعبات الفلورية.
مسلحين بالصور المكبرة لـ 2234 نتوء شجيري ، تمكن الباحثون من رؤية – لأول مرة – أن أدمغة الفئران البالغة بها تركيزات من filopaedia لم يسبق لها مثيل في الفئران البالغة.
بالإضافة إلى ذلك ، كان للعديد من الهياكل واحد فقط من اثنين من مستقبلات الناقلات العصبية المتوقعة من المشبك العصبي الناضج. بدون الثانية ، كانت في الواقع تقاطعات “صامتة” بين الخلايا العصبية.
بعد ذلك ، سأل الباحثون عما إذا كان يمكن تنشيط المشابك العصبية الصامتة للبالغين.
لقد أظهروا أن هذا كان ممكنًا عن طريق إطلاق الناقل العصبي الغلوتامات في نهايات أسلاك الأرجل الخيطية وإنتاج تيار كهربائي صغير بعد عشرة مللي ثانية.
هذا الإجراء “أوقف” المشابك العصبية في غضون دقائق ، مما أدى إلى تراكم المستقبلات المفقودة والسماح للفيلوبوديا بتشكيل اتصال مع الألياف العصبية القريبة.
عادة ما يتم حظر هذه المستقبلات بواسطة أيونات المغنيسيوم ، لكن التيار يطلقها ، مما يسمح لفيلوبوديا بتلقي رسالة من عصبون آخر.
وجد الفريق أن تنشيط المشابك الصامتة كان أسهل بكثير من تغيير نشاط الأشواك المتغصنة على الخلايا العصبية الناضجة.
يدرس الباحثون حاليًا ما إذا كانت المشابك الصامتة موجودة في أنسجة دماغ الإنسان البالغ.
قال هارنيت: “هذه الورقة ، على حد علمي ، أول دليل حقيقي على أن هذه هي الطريقة التي تعمل بها في دماغ الثدييات”. قال.
“تسمح Filopodia لنظام الذاكرة أن يكون مرنًا وقويًا. أنت بحاجة إلى المرونة للحصول على معلومات جديدة ، ولكنك تحتاج أيضًا إلى الاستقرار للاحتفاظ بالمعلومات المهمة.”
تم نشر هذه المقالة في الطبيعة.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”