عندما يتعلق الأمر بالشعور بالألم أو اللمس أو الحكة، فإن موقع العصبونات له أهمية
10 ديسمبر 2020
المترجم: عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم 402 لسنة 2020
When it comes to feeling pain، touch or an itch، location matters
December 10,2020
بحث من معهد سالك Salk هو الأول الذي يحدد أين تقع الخلايا المختلفة المرتبطة بإثارة المنعكسات reflexes الحسية الحركية sensorimotor في الحبل الشوكي
عندما تلمس موقدًا حارًا، يدك تنسحب بشكل انعكاسي؛ لو أخطأت درجة من درجات السلم، ستلتقف نفسك بشكل غريزي. تستغرق كلا الحركتين جزءًا من الثانية ولا تتطلب أي تدبر. الآن، حدد باحثون من معهد سالك Salk مواقع التنظيم الفعلي للخلايا في النخاع الشوكي التي تساعد في التواسط في ”المنعكسات الحسية الحركية“ وما شابهها.
يمكن أن يؤدي المخطط الجديد لهذا الجانب من النظام الحسي الحركي، المنشور في مجلة تيرون Neuron الانترنتية «1» في 11 نوفمبر 2020، إلى فهم أفضل لكيف يتطور وكيف يخفق في حالات كالحكة المزمنة أو الألم.
أجريت أبحاث كثيرة على هامش هذا النطام، بحثًا في كيف تنتج خلايا الجلد والعضلات إشارات، لكننا لم نكن نعرف كيف تُنقل هذه المعلومات الحسية وتُفسر بمجرد وصولها إلى الحبل الشوكي ”، كما يقول مارتين غولدينغ Goulding، وهو برفسور في مختبر علم الأحياء العصبية الجزيئية في معهد Salk.“ يمنحنا هذا العمل الجديد فهمًا أساسيًا لبنيوية نظامنا الحسي الحركي. "
درس الباحثون تنظيم الخلايا العصبية الداخلية في النخاع الشوكي، مثل تلك الموضحة هنا، المصدر: معهد سال
تعتبر السلوكيات الانعكاسية - التي تظهر حتى عند الأطفال حديثي الولادة - من أبسط اللبنات الأساسية للحركة. لكن الانعكاسات يجب أن تترجم المعلومات من الخلايا العصبية الحسية التي تجس اللمس والحرارة والمثيرات المؤلمة إلى الخلايا العصبية الحركية بسرعة، والتي تجعل العضلات تتحرك. بالنسبة لمعظم المنعكسات، الارتباطات بين الخلايا العصبية الحسية والخلايا العصبية الحركية تتم بتواسط العصبونات البينية «2» في النخاع الشوكي، والتي تعمل كنوع من ”الوسيط“، وبالتالي توفر الوقت وذلك بتجاوز الدماغ. كيف يتم تنظيم هذا الوسيط لترميز الأفعال الانعكاسية لا زال غير مفهوم بشكل جيد.
لجأ غولدينغ وزملاؤه إلى مجموعة من أدوات الهندسة الجزيئية التي طوروها على مدى العقد الماضي لاختبار تنظيم منعكسات الحبل الشوكي هذه في الفئران. أولاً، حددوا مواقع أي الخلايا العصبية البينية كانت نشطة عندما استجابت الفئران للأحاسيس بشكل انعكاسي، كالحكة أو الألم أو اللمس. ثم قاموا بسبر أغوار وظيفة الخلايا العصبية البينية عن طريق تنشيطها وإخمادها بشكل فردي ورصد كيف أثرت على السلوكيات المنعكسة الناتجة.
تقول الباحثة ما بعد الدكتوراة غرازينيا غاتو Graziana Gatto، المؤلفة الأولى للورقة البحثية الجديدة: ”ما وجدناه هو أن كل منعكس حسي حركي حُدد بواسطة الخلايا العصبية في نفس المنطقة الفعلية“. ”الخلايا العصبية المختلفة في نفس المكان، حتى لو كانت لها بصمات جزيئية مختلفة تمامًا، فلها نفس الوظيفة، في حين كانت الخلايا العصبية المتشابهة الواقعة في مناطق مختلفة من النخاع الشوكي مسؤولة عن منعكسات مختلفة.“
الخلايا العصبية البينية في الطبقة الخارجية من الحبل الشوكي مسؤولة عن نقل الرسائل الانعكاسية المتعلقة بالحكة بين الخلايا الحسية والحركية. الخلايا العصبية البينية الأعمق تنقل رسائل الألم — مما يتسبب في تحريك الفأر لقدمه حين يلامسها دبوس، على سبيل المثال. وساعدت أعمق مجموعة من الخلايا العصبية البينية الفئران في الحفاظ على توازنها بشكل انعكاسي، مما أدى إلى استقرار أجسامها وحفظها من السقوط. ولكن في كل مساحة مكانية، لدى الخلايا العصبية خصائص وهويات جزيئية مختلفة.
”ينبغي أن تكون هذه السلوكيات الانعكاسية قوية جدًا للبقاء على قيد الحياة“. كما يقول غولدنغ ”لذا، فإن وجود فئات مختلفة من الخلايا العصبية البينية في كل منطقة تساهم في منعكس معين يؤدي إلى انشاء احتياطات في النظام“ [المترجم: في حال فشل واحد منها يقوم الآخر مقامه ليبقى النظام مستمرًا في عمله]
بإثبات أن موقع كل نوع من الخلايا العصبية البينية في داخل الحبل الشوكي له أكثر أهمية من أصل الخلية التطوري أو الهوية الجينية، اختبر الفريق نظرية قائمة عن كيف تُنظم أنظمة المنعكس هذه وأكدوها.
الآن بعد أن عرفوا التصميم الفعلي للدارات العصبية البينية التي تشكل مسارات المنعكسات المختلفة هذه، يخطط الباحثون للقيام بدراسات مستقبلية للكشف عن كيف تُنقل الرسائل وكيف تتفاعل الخلايا العصبية في كل منطقة مع بعضها البعض. تُستخدم هذه المعرفة الآن لاستكشاف كيف تؤدي التغيرات الباثولوجية في الجهاز الحسي الجسدي إلى حكة أو ألم مزمن. في ورقة مصاحبة «3»، تعاونت غاتو وغولدينغ مع ريبيكا سيل Rebecca Seal من جامعة بيتسبرغ لتحديد مواقع تنظيم الخلايا العصبية التي تنتج أشكالًا مختلفة من الألام المزمنة.
ومن بين المؤلفين الآخرين ستيف بوران وشيانغيو رين وستيفانيا دي كونستانزو وبيتر فينتون من معهد سالك. وبريابراتا هالدر وريبيكا سيل من كلية الطب بجامعة بيتسبرغ.
