بفضل جهاز استشعار.. الخلايا الدماغية تتوهّج في الظلام

11 يونيو 2017 المصدر : تعليق 8765 مشاهدة طباعة
يدفع نوع جديد من أجهزة استشعار الإضاءة الحيوية بعض الخلايا الدماغية الفردية إلى تقليد اليراعات والتوهّج في الظلام. طوّر فريق علمي من جامعة (فاندربيلت) ذلك الجهاز الذي يُعتبر شكلاً معدّلاً وراثياً من أنزيم اللوسيفيراز الذي تستعمله أجناس أخرى مثل اليراعات لإنتاج الضوء. وصفت مقالة واردة في مجلة (طبيعة التواصل) تفاصيل الجهاز.

ابتكر العلماء تقنية جديدة ومطوّرة لتعقب التفاعلات داخل شبكات عصبية واسعة في الدماغ. قال كارل جونسون، وهو أستاذ في العلوم البيولوجية في جامعة (ستيفنسون) ورئيس فريق البحث: (خلال فترة طويلة، اتكل علماء الأعصاب على التقنيات الكهربائية لتسجيل نشاط الخلايا العصبية. إنها طريقة ممتازة لمراقبة الخلايا العصبية الفردية لكنها تقتصر على عدد صغير من الخلايا.

تستعمل الموجة الجديدة تقنيات بصرية لتسجيل نشاط مئات الخلايا العصبية في الوقت نفسه. يستخدم معظم التجارب في مجال التسجيل البصري الإضاءة الفلورية، وتتطلّب هذه العملية ضوءاً خارجياً قوياً لكنه قد يسخّن النسيج ويؤثر في بعض العمليات البيولوجية، لا سيما تلك الحساسة تجاه الضوء).
 
استناداً إلى بحث عن الإضاءة الحيوية داخل (كائن صغير من نوع طحلب كلاميدوموناس الأخضر الذي لا يهتم به أحد)، أدرك جونسون وزملاؤه أنهم إذا جمعوا الإضاءة الحيوية مع علم البصريات الوراثي (تقنية بيولوجية جديدة تستعمل الضوء للسيطرة على الخلايا العصبية في النسيج الحي)، سيتمكنون من ابتكار أداة جديدة وقوية لدراسة نشاط الدماغ.
 
أوضح جونسون: (ثمة صراع كامن بين التقنيات الفلورية وعلم البصريات الوراثي. يؤثر الضوء المطلوب لإنتاج الأشعة الفلورية في الضوء المطلوب للسيطرة على الخلايا. في المقابل، تعمل الإضاءة الحيوية في الظلام).
 
تعديل وراثي
قام جونسون ومساعدوه بتعديل وراثي لشكلٍ من أنزيم اللوسيفيراز الذي يشتق من نوع روبيان متوهج كي يُضاء عند تعريضه لأيونات الكالسيوم، ثم سحبوا فيروساً يصيب الخلايا العصبية وربطوه بجزيئتهم لدسّ أجهزة الاستشعار داخل الخلية.
 
رصد الباحثون أيونات الكالسيوم لأنها ترتبط بنشاط الخلايا العصبية. صحيح أن مستويات الكالسيوم تكون مرتفعة في المنطقة المحيطة، لكنها تبقى متدنية جداً داخل الخلايا العصبية. مع ذلك قد يرتفع مستوى الكالسيوم الداخلي لفترة وجيزة حين تتلقى الخلية العصبية نبضاً من الخلايا المجاورة.
 
اختبر الباحثون جهازاً جديداً لاستشعار الكالسيوم عبر مسبار بصري وراثي يجعل قنوات أيونات الكالسيوم في الغشاء الخارجي للخلية العصبية تنفتح، ما يؤدي إلى تدفق الكالسيوم في الخلية. ومن خلال استعمال الخلايا العصبية المزروعة، اكتشفوا أن الأنزيم المتوهج يتفاعل بكل وضوح مع الكالسيوم الذي يتدفق عند تحفيز المسبار بنبضات قصيرة من الضوء المرئي.
 
لتحديد مستوى أداء جهاز الاستشعار مع أعداد إضافية من الخلايا العصبية، دسّ الباحثون الجهاز في شرائح دماغية مأخوذة من منطقة الحصين لدى الفئران حيث تنتشر آلاف الخلايا العصبية، ثم أغرقوا الشرائح بكمية متزايدة من أيونات البوتاسيوم، ما جعل قنوات الأيونات في الخلايا تنفتح، فلاحظوا مجدداً أن جهاز الاستشعار يتفاعل مع تغيّر كميات الكالسيوم عبر حركات التوهّج والتعتيم.
 
قال جونسون: (أثبتنا فاعلية هذه المقاربة ويجب أن نحدد الآن مدى دقّتها. يشير بعض الأدلة إلى أنها دقيقة بما يكفي لرصد نشاط الخلايا العصبية الفردية ولكن لا بد من إجراء اختبارات إضافية للتأكد من أنها تتمتع بهذه القدرة فعلاً).

التعليقات

لا يوجد تعليقات

اضف تعليق

 تعالوا نقرأ فى كتاب الكون
  24 يونيو 2017        62 تعليق      1497 مشاهده
نور العقل ونور القلب يتجاذبان
  27 مايو 2017        8 تعليق      1441 مشاهده
القرب من أولياء الله والبعد عن أولياء الشيطان
  21 يونيو 2017        5 تعليق      1306 مشاهده
 ليلة قدر تقود الليالي الطيبة
  20 يونيو 2017        3 تعليق      664 مشاهده
محمد بن راشد يستعرض مع أمير قطر العلاقات الأخوية بين البلدين
 30 أكتوبر 2013        تعليق      60172 مشاهده
كيف تعرفين إذا كان زوجك يحبك أم لا؟
 19 يناير 2014        تعليق      53901 مشاهده
شركات تبيع الوهم باسم الـ تايم شير
 25 ديسمبر 2012        تعليق      37272 مشاهده
دخول تركيا إلى سوريا عقد الأزمة.. أمريكا تتورط أكثر
 31 أغسطس 2016        تعليق      36497 مشاهده

موضوعات تهمك

أتصل بنا
Independent Political Arabic Daily Newspaper
© 2013 جميع الحقوق محفوظة لجريدة الفجر
تصميم وتطوير Smart Vision