كيف تنظر داخل الدماغ

حدثت تطوّرات عظيمه في مجال فهمنا للدماغ، لكن كيف يمكنك فعلياً أن تدرس الأعصاب داخله؟ باستخدام صور خلّابه، عالم الأعصاب وزميل
TED
"تيد" ، كارل شونوفر يعرض الأدوات التي تمكننا من رؤية باطن أدمغتنا.

هذا رسم للدماغ عمره ألف سنة

انّه رسم تخطيطي للجهاز البصري

وبعض الأمور تبدو مألوفة جداً اليوم.

العينان في الجزء السفلي، العصب البصري يمتد خارجاً من الخلف.

وهناك أنف كبير جداً

لا يبدو أنه يرتبط بأي شيء على وجه الخصوص.

وإذا قارنّا هذا

بنموذج أكثر حداثه للجهاز البصري

سترون أن الأمور أمست إلى حد كبير أكثر تعقيداً،

على مر الألف سنه الماضيه.

وهذا لأنه يمكننا أن نرى اليوم ما هو داخل الدماغ،

بدلاً من مجرد النظر في شكله العام.

تخيل أنك تريد أن تفهم كيفية عمل جهاز الحاسوب

وكل ما يمكنك أن تشاهده هو لوحة مفاتيح، فأرة، وشاشة.

ستكون نوعاً ما غير محظوظ.

سوف ترغب أن تفتحه، أن تكسره،

انظروا إلى الأسلاك الموصوله في داخله.

ومنذ حتى أكثر من قرن مضى،

لم يكن أحد قادراً على القيام بهذا مع الدماغ.

لم يملك أحد أيّ فكرةٍ عن أسلاك الدماغ.

وذلك لأنك إذا أخرجت الدماغ من الجمجمة

وقصصت شريحةً دقيقةً منه،

ووضعتها تحت مجهرقوي جداً،

فانك لن تجد فيها شيئاً.

لونها رمادي، لا شكل لها.

لا قوام لها. لن تفيدك بشيء.

وتغيرهذا كله في أواخر القرن التاسع عشر.

فجأة، تمّ تطوير أصباغ كيميائيه لنسيج الدماغ

وأعطتنا لمحات أوليّه عن توصيلات الدماغ.

إنفتح الكمبيوتر على مصراعيه.

إذاً فالذي أسس علم الأعصاب الحديث فعليّاً

هو صبغه تدعى صبغة جولجي ( Golgi ).

وهي تعمل بطريقة خاصة جداً.

بدلاً من تلوين كافة الخلايا داخل نسيج،

فإنها بطريقه ما تلوّن واحد بالمئه من هذه الخلايا.

كأنها تنظف الغابه وتكشف الأشجار في داخلها.

لو كانت كل الأشياء ملوّنه لن يكون هناك شئٌ واضح.

إذاً بطريقة ما فإنها تظهر ما يوجد هناك.

عالم الأعصاب الإسباني "سانتياغو رامون ي كهال"،

الذي يعتبر عموما والد علم الأعصاب الحديث،

استخدم صبغة جولجي التي تنتج صوراً كهذه

وأعطانا فعليّاً المفهوم الحالي للخلية العصبية، العصبون.

وإذا كنت تتخيّل الدماغ كجهاز كمبيوتر،

فهذا هو الترانزستور.

وسرعان ما أدرك "كهال"

أن الخلايا العصبية لا تعمل منفرده،

لكنها تنشئ صِلات مع غيرها

مما يشكل دوائراً تماماً كالكمبيوتر

اليوم، وبعد قرن، عندما يريد الباحثون معاينة الخلايا العصبية،

فإنهم يضيؤنها من الداخل بدلاً من تعتيمها.

وهناك عدة طرق للقيام بذلك.

لكن واحده من أكثرها شيوعاً

تشمل البروتين الأخضر المضيء.

الآن، البروتين الأخضر المضيء

وهو، من الغرابة بمكان، يأتي من قنديل البحر المضيء

هو مفيد جداً.

لأنه إذا امكنك الحصول على الوحده الوراثيّه للبروتين الأخضر المضيء

ووضعها داخل خلية

فسوف تتوهج تلك الخلية خَضاراً --

أو بلون آخر من ألوان البروتين المضيء المتنوّعه حاليّاً

يمكنك جعل الخلية تتوهج بألوان مختلفة متعدده.

ولنعود الآن للدماغ،

هذا مأخوذ من فأر معدّل وراثياً يسمى برينبو (دماغ قزحي)

وسمّي كذلك بالطبع

لأن كل من هذه الخلايا العصبية متوهجة بألوان مختلفه

في بعض الأحيان يحتاج علماء الأعصاب لتحديد

مكوّنات جزيئيه فرديّه من العصبون، جزيئات

بدلاً من الخلية بأكملها

وهناك عدة طرق للقيام بذلك

لكن واحدة من أكثرها شعبية

تنطوي على استخدام الأجسام المضادة

وأنتم تعرفون بالطبع

أن الأجسام المضادة هي عصابة النظام المناعي

ولكن اتضح أنها مفيدة جداً للنظام المناعي

لأنها قادره على تمييز جزيئات محددة

مثلاً، وعلى سبيل المثال، البروتين المشفّر

لفيروس يغزو الجسم.

وقد استخدم الباحثون هذه الحقيقة

حتى يتمكنوا من تمييز جزيئات محددة في داخل الدماغ

لتمييز مكونات فرعيّه محدده في الخليه

والتعرف عليها كلٌّ على حده

وكثير من الصور التي عرضتها لكم هنا جميلة جداً

لكنّها أيضاً قوية جداً

لديها قوة تفسيرية هائلة

هذا، على سبيل المثال، صباغ بالاجسام المضاده

ضد ناقلات السيروتونين في شريحة من دماغ فأر

ولابدّ أنكم سمعتم بالسيروتونين، بطبيعة الحال

في سياق أمراض مثل الاكتئاب والقلق.

قد سمعتم بال SSRIs

وهي الأدوية التي تستخدم لعلاج هذه الأمراض

ومن أجل فهم كيفية عمل السيروتونين،

من المهم أن نعرف مكان آليات السيروتونين،

و الصبغ بالاجسام المضاده مثل هذا

يمكن استخدامه لفهم هذا النوع من الأسئله

أود أن اترككم مع الفكره الآتيه:

البروتين الأخضر المضيء والأجسام المضادة

كلاهما منتج طبيعي تماماً منذ البدء

تطورت من الطبيعه

حتى تمكّن قنديل البحر من أن يتوهج أخضراً لسبب ما

أو بهدف الكشف عن الشفره الوراثيّه لفيروس معدي مثلاً

وبعد فتره طويله ظهر العلماء في الساحه

وقالوا : " مهلاً، إنّ هذه أدوات،

هي وسائل يمكننا تسخيرها

ضمن مجموعة أدوات البحث العلمي".

وبدلاً من استخدام العقول البشرية الضعيفة

لتصميم هذه الأدوات من لا شيء،

كانت تلك الحلول الجاهزه موجوده أصلاً في الطبيعه

طُوِّرت و صُقلت بتوءده عبر ملايين السنين

على يد أعظم مهندس على الاطلاق.

شكرا.

(تصفيق)