Article image
مصدر الصورة: فلاي إم | حرم جانيليا للأبحاث



استطاع الباحثون رسم أكبر خريطة عالية الدقة للشبكات العصبونية في الدماغ، حيث سيُساعدهم هذا على فهم آلية ارتباط الخلايا العصبية بالسلوكيات المُختلفة.

2020-02-18 11:00:05

18 فبراير 2020

الخبر
استطاع باحثون من جوجل وحرم جانيليا للأبحاث في ولاية فرجينيا رسم أكبر خريطة عالية الدقة للشبكات العصبونية في الدماغ حتى الآن، والمعروفة باسم كونيكتومي. حيث توضّح الخريطة جميع الشبكات العصبونية لدماغ ذبابة الفاكهة الذي يحتوي على 25,000 خلية عصبية و20 مليون وصلة بينها. ويمكنك الاطلاع على المزيد من الصور هنا.

ماذا تُبيّن هذه الخريطة؟
توضّح الخريطة منطقةً محددة من دماغ الذبابة يبلغ قطرها حوالي 250 ميكرومتر، أي ما يعادل سماكة شعرتين بشريتين. وتمثل هذه المنطقة ما يُقارب ثلث حجم الدماغ الكلي للذبابة، حيث تحتوي على مناطق خاصة بالذاكرة والحركة. وتتضمن هذه الورقة البحثيّة على بيو أرشيف كافة تفاصيل البحث، كما أتاح الفريق إمكانية وصول العوام إلى هذه البيانات لمشاهدتها وتنزيلها.

طريقة رسم المخطط
قام الباحثون بتقطيع دماغ ذبابة الفاكهة إلى شرائح رفيعة للغاية، ثم قاموا بفحص هذه الشرائح باستخدام المجهر الإلكتروني، مما مكّنهم من إنتاج 50 تريليون بكسل ثلاثي الأبعاد، التي تمت معالجتها باستخدام خوارزمية تقوم بتتبع مسارات كل خلية. وعلى الرغم من القدرة الهائلة التي تمتلكها جوجل في مجال الحوسبة، لا يزال المشروع يتطلب الكثير من الجهد اليدوي لتصحيح البيانات.

أهمية هذا البحث
يُعتبر هذا المخطط إنجازاً هاماً ومعلماً بارزاً لعلماء الأعصاب الذين يميلون إلى ربط مناطق الدماغ بسلوكيات معينة. فلم يتمكّن العلماء في السابق من رسم أيّ مخطط شامل للشبكات العصبونية سوى لحيوان وحيد يُدعى دودة الربداء الرشيقة؛ حيث احتوى دماغها على ما يُقارب 302 خلية عصبية فقط. كما أن المسودة التي تضمّنت هذه الشبكات العصبونية عام 1986 قد ساعدت العلماء ومكّنتهم من فهم آلية ارتباط بعض الخلايا العصبية ببعض السلوكيات المُختلفة، مثل آلية استجابة الدودة لتغيرات درجة الحرارة. ومن جانب آخر، لم يقتنع كل علماء الأعصاب بفائدة رسم خرائط الدماغ عبر رسم مخططات الشبكات العصبونية أو “كونيكتومي”. وكانت حُجّتهم أنه لا يمكن للشبكات العصبونية أن تبيّن آلية تفعيل الخلايا العصبية لهذه الحيوانات في وقتها الفعليّ.

ماذا عن البشر؟
ما زلنا بعيدين عن إنشاء شبكة عصبونية كاملة للدماغ البشري؛ حيث تحتوي أدمغة ذباب الفاكهة على ما يُقارب 100,000 خلية عصبية. أما الأدمغة البشرية فتحتوي على ما يُقارب 86 مليار خلية عصبية.