لأول مرة: رسم الخريطة الأكمل لتشابكات دماغ حشرة

جمع باحثون من جامعة كيمبريدج خريطةً توضح كل خلية عصبية على حدة في دماغ يرقة ذبابة الفاكهة وكيف تتصل بعضها ببعض.

تُظهر الخريطة جميع الخلايا العصبية في دماغ اليرقة البالغ عددها 3,016 والشبكة المعقدة المكونة من 548,000 نقطة تشابك عصبية – تُعرف باسم الكونيكتوم Connectome – هي التي تنقل الإشارات الكيميائية فيما بينها. إنها أكبر خريطة من نوعها أنجزت على الإطلاق. ويأمُل الباحثون أن تمكنهم من دراسة كيف تنتقل الإشارات عبر الدماغ وتؤثر في التعلم والسلوك.

قالت الباحثة المشاركة البروفيسورة مارتا زلاتيك Marta Zlatic من مختبَر مجلس الأبحاث الطبية للبيولوجيا الجزيئية Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology: ”إن طريقة تنظيم دارة الدماغ تؤثر في العمليات الحسابية التي يمكن للدماغ الاضطلاع بها“.

حتى الوقت الحالي لم يرَ العلماء سوى بنية دماغ حيوانات أبسط، بما في ذلك الدودة المستديرة، ويرقة دودة بحرية مجزَّأة، ويرقة بخ البحر، وكلها لا تحتوي إلا على عدة مئات من الخلايا العصبية. 

أضافت زلاتيك: ”هذا يعني أن علم الأعصاب كان يعمل في الغالب من دون خرائط لدارة الدماغ. ومن دون معرفة بنية الدماغ، فإننا نُخمن الطريقة التي تنفَّذ بها الحسابات. لكن حالياً يمكننا البدء في اكتساب فهم ميكانيكي للكيفية التي يعمل وفقها الدماغ“.

أنتج الفريق الصورة عن طريق مسح آلاف الشرائح من دماغ اليرقة باستخدام مجهر إلكتروني عالي الدقة وتحديد الروابط بين الخلايا العصبية بشق الأنفس. وهم يخططون حالياً للتعمق أكثر في الخريطة لدراسة الهياكل المرتبطة بوظائف محددة مثل التعلم واتخاذ القرار. على الرغم من أن التكنولوجيا الحالية ليست متطورة بما يكفي لرسم أدمغة الثدييات، لا يزال هناك كثير لنتعلمه.

قالت زلاتيك: ”جميع الأدمغة متشابهة – إنها جميعها شبكات من الخلايا العصبية المترابطة – ويجب على جميع الأدمغة لدى جميع الأنواع أداء عديد من السلوكيات المعقدة: إنها جميعاً في حاجة إلى معالجة المعلومات الحسية، والتعلم، واختيار الأفعال، والتنقل في بيئاتها، واختيار الطعام، والتعرف على مثيلاتها من النوع نفسه، والهروب من الحيوانات المفترسة“. وأضافت: ”بالطريقة نفسها التي يجري بها حفظ الجينات عبْرَ مملكة الحيوان، أعتقد أنه يجري أيضاً الحفاظ على أنماط التشابك الأساسية للدوائر التي تنفذ هذه السلوكيات الأساسية“.

86 بليوناً
متوسط عدد الخلايا العصبية في دماغ الإنسان.

%60
نسبة الدهون في الدماغ البشري. هذا يجعله العضو الأكثر بدانةً لدينا.

425 كم/س
السرعة التي تنتقل بها الإشارات الكهربائية بين خلايا الدماغ.