فهرست مطالب
مقدمه
اگر از کریستف کوخ، دکترای دکترا، دانشمند ارشد و رئیس مؤسسه علوم مغز آلن بپرسید که چقدر به درک مغز خود نزدیک هستیم، او تمسخر می کند.
کوچ گفت: «ما حتی مغز یک کرم را درک نمی کنیم.
کرم گرد آزمایشگاهی که بیشتر به عنوان Caenorhabditis elegans شناخته می‌شود، 302 نورون و 7000 اتصال بین این نورون‌ها را در بدنه میکروسکوپی خود جای داده است. محققان در سال‌های اخیر با زحمت تمام این ارتباطات را ترسیم و توصیف کرده‌اند. و ما هنوز به طور کامل نمی دانیم که چگونه همه آنها به طور هم افزایی برای ایجاد رفتارهای کرم کار می کنند.
مغز , شگفتی خلقت
ما انسان ها تقریباً 86 میلیارد نورون در مغز خود داریم که توسط حدود 100 تریلیون اتصال یا سیناپس به هم تنیده شده اند. درک جزئیات نحوه عملکرد آن سلول‌ها کار سختی است، چه رسد به اینکه چگونه با هم ترکیب می‌شوند تا سیستم‌های حسی، رفتار و آگاهی ما را بسازند.
ما از کخ و همکارانش در علوم اعصاب خواستیم تا در مورد اینکه چقدر هنوز در مورد مغز نمی دانیم و چگونه این محققان در تلاش برای حل این معماها هستند فکر کنند.
مغز از چه چیزی ساخته شده است؟
ساختار مغز انسان
مغز به وضوح از ماده خاکستری و ماده سفید، بافت مغز و اتصالات متقابل آن یا دسته های آکسون تشکیل شده است. به اولی با دقت بیشتری نگاه کنید و می توانید نورون ها و گلیا (نوع دیگر سلول های مغزی) را تشخیص دهید. اما ما از درک همه انواع نورون ها و سایر سلول های مغزی در سطح کاری که انجام می دهند فاصله داریم.
“اگر نمی دانیم چند جزء مختلف وجود دارد، چگونه می توانیم کل چیز را بفهمیم؟” کوچ پرسید.
او و همکارانش گاهی از این موضوع به عنوان کشف “جدول تناوبی انواع سلول های مغز” یاد می کنند. شیمیدانان یک جدول سازماندهی شده دارند که 118 عنصر شیمیایی شناخته شده – بلوکهای سازنده ماده – را توصیف می کند، اما دانشمندان علوم اعصاب فاقد چنین طبقه بندی کاملاً تعریف شده ای از بلوک های سازنده مغز هستند.
این طبیعت انسان یا حداقل طبیعت بسیاری از دانشمندان است که چیزی را با دسته بندی آن بفهمند. وقتی کخ بچه بود، اولین کاری که با یک جعبه جدید لگو انجام می داد این بود که آنها را به انواع مختلف دسته بندی می کرد، او گفت: «یک به یک، یک به دو، دو در چهار. ، و غیره.”
سلول های عصبی و کارکرد انها
مرتب سازی نورون ها به این سادگی نیست. محققان موسسه آلن برای علوم مغز از چندین ویژگی برای تعریف یک نوع سلول مغزی استفاده می کنند. تیم‌های مختلف در مؤسسه در حال دسته‌بندی سلول‌ها بر اساس ژن‌هایی هستند که روشن و خاموش می‌کنند، شکل‌های دقیق آنها، مناطقی از مغز که به آنها متصل می‌شوند و رفتار الکتریکی منحصربه‌فردشان. سپس کار سخت قرار دادن همه این اطلاعات برای تعریف انواع سلول های مغز بر اساس همه این ویژگی ها فرا می رسد.
مغز در بیماری چگونه تغییر می کند؟
بخش بزرگی از درک فهرست قسمت های مغز این است که محققان بتوانند بهتر بفهمند کدام سلول های مغز ممکن است زمینه ساز بیماری های عصبی و روانی باشند. بسیاری از اختلالات عصبی روانپزشکی کل مغز را به طور یکنواخت تحت تأثیر قرار نمی دهند، بلکه در ابتدا یا توسط کلاس های خاصی از نورون ها یا سایر سلول های مغزی هدایت می شوند.
بواز لوی، دکترای علوم اعصاب در موسسه آلن برای علوم مغز گفت: «در حال حاضر، ما نمی‌دانیم کدام نوع سلول در این بیماری‌ها آسیب‌پذیر هستند.
اگر محققان لیست کاملی از انواع سلول های مغزی را تهیه کنند، می توانند ببینند که کدام نوع سلول می میرند، خارج از کنترل رشد می کنند و یا مسیر خود را در بیماری های مغزی تغییر می دهند. سپس محققان می‌توانند ابزارهای بهتری برای مطالعه سلول‌های محرک بیماری بسازند – و احتمالاً درمان‌هایی که یک نوع سلول را در قلب بیماری هدف قرار می‌دهند.
شیوه های جدید ارزیابی مغز
به عنوان بخشی از کار موسسه آلن در مورد مطالعه انواع مختلف سلول های مغز انسان، لوی و همکارانش ابزارهای مولکولی را برای جداسازی و ردیابی آن سلول های خاص توسعه دادند. این ابزارها می توانند به طور بالقوه برای ارائه ژن درمانی خاص یا سایر درمان ها به طور مستقیم به یک نوع سلول خاص مهندسی شوند. محققان موسسه آلن اکنون با تیمی در موسسه تحقیقات کودکان سیاتل همکاری می کنند تا آزمایش کنند که آیا می توان از یکی از این ابزارها برای درمان سندرم دراوت، یک شکل غیرمعمول اما شدید صرع در دوران کودکی که معمولاً به دلیل جهش در یک فرد ایجاد می شود، استفاده کرد یا خیر. ژنی که بر دسته خاصی از نورون ها تأثیر می گذارد.
کتاب های درسی زیست شناسی به ما می گویند که مغز از طریق سیناپس ها، ارتباطات تخصصی بین دو نورون مختلف، ارتباط برقرار می کند.
نتیجه گیری
جک واترز، دکترای علوم اعصاب در موسسه آلن برای علوم مغز گفت: «ما معتقدیم که این موضوع برای بسیاری از انواع نورون‌های مغز صادق است.
اکثر نورون ها از یکی از دو مولکول سیگنال دهنده رایج به نام انتقال دهنده های عصبی، GABA یا گلوتامات استفاده می کنند که از سیناپس های تخصصی عبور می کنند. اما بسیاری از انواع مولکول های سیگنال دهنده دیگر در مغز وجود دارند و مشخص نیست که این مولکول ها چگونه پیام خود را منتقل می کنند.
به عنوان مثال، مولکول هایی را در نظر بگیرید که اکثر داروهای عصبی یا روانپزشکی روی آنها اثر می گذارند.
“اگر بخواهید تمام داروهایی را که مردم درباره آنها شنیده اند مرور کنید، بیشتر آنها در ناحیه گلو عمل نمی کنند.