في خطوة نحو فهم أعمق لعلاقة الخلايا العصبية والخلايا الدبقية في الدماغ، قام باحثون في جامعة لينشوبينك بتطوير تكنولوجيا مبتكرة قد تكون مستقبل علاج الأمراض العصبية مثل الصرع. تعتمد هذه التقنية على استخدام أنابيب مجهرية صغيرة قادرة على تغيير تركيز الأيونات في البيئة خارج الخلايا، مما يفتح المجال لتدخلات طبية دقيقة وغير مسبوقة.
فهم التركيب العصبي للدماغ
يتكون الدماغ البشري من حوالي 85 إلى 100 مليار خلية عصبية، إضافة إلى عدد مماثل تقريبًا من الخلايا الدماغية المساندة التي تؤدي وظائف حيوية مثل التغذية، وتوفير الأكسجين، والمساعدة في الشفاء. تُعرف هذه الخلايا بالخلايا الدبقية، وتُقسم إلى عدة مجموعات فرعية. بين هذه الخلايا، توجد مساحة مملوءة بالسائل تُعرف بالبيئة خارج الخلية.
تعتبر الفروق بين البيئة داخل الخلايا وخارجها مهمة لوظيفة الخلايا، وأحد الجوانب المهمة هو نقل أنواع مختلفة من الأيونات بين البيئتين. على سبيل المثال، تُفعّل الخلايا العصبية عندما يتغير تركيز أيونات البوتاسيوم.
التكنولوجيا الجديدة وأثرها على النشاط العصبي
لقد كانت محاولات تغيير البيئة خارج الخلية في الماضي تعتمد بشكل رئيسي على ضخ سوائل معينة، مما يؤدي إلى اضطراب التوازن الكيميائي الدقيق. لكن الباحثين في مختبر الإلكترونيات العضوية في جامعة لينشوبينك طوروا ما يُعرف بالمايكروببت الأيونيوني، وهو أنبوب دقيق بقياس 2 ميكرومتر فقط. بفضل هذه التقنية، يمكن إضافة أيونات مثل البوتاسيوم والصوديوم فقط إلى البيئة خارج الخلية لدراسة تأثيرها على الخلايا العصبية.
تبين من خلال التجارب أن الخلايا الدبقية، وتحديداً الخلايا النجمية، تستجيب للتغير في تركيز الأيونات بشكل فوري وديناميكي، مما يوضح العلاقات الدقيقة بين أنواع الخلايا المختلفة في الدماغ بطريقة لم تكن ممكنة من قبل.
استخدامات المايكروببت الأيونيوني
تُعد المايكروببت الأيونيوني أداة مألوفة للعديد من العلماء حول العالم، وهي مشابهة للأدوات التقليدية المستخدمة في علم الأعصاب لدراسة النشاط الكهربائي في الدماغ. الاختلاف الرئيسي هو أن الطرف يحتوي على غشاء تبادل أيوني خاص يسمح بخلق نشاط كيميائي بدلاً من النشاط الكهربائي.
يأمل الباحثون أن تسهم هذه الأداة في دراسة الإشارات الكيميائية في الأنسجة الدماغية السليمة والمريضة على حد سواء، إضافة إلى تطوير طرق توصيل الأدوية ودراسة تأثيرها على الأمراض العصبية مثل الصرع.
الخاتمة
تفتح هذه التكنولوجيا الجديدة آفاقًا واسعة لفهم أعمق للعلاقات البيوكيميائية في الدماغ، مما قد يؤدي إلى تطوير علاجات دقيقة للأمراض العصبية. بفضل قدرتها على التأثير المباشر والدقيق على البيئة خارج الخلية، قد تصبح أداة رئيسية في الأبحاث العصبية المستقبلية.
