أين أنا ذاهب؟ اسأل مرفد حصينك فحسب – ترجمة عدنان أحمد الحاجي

Where am I going? Just ask your subiculum
اكتشفت جامعة مدينة أوساكا أن مرفد الحصين في الدماغ ، يساعد في توجيه المعلومات المقترنة بالتنقل الواردة من الحُصين إلى مابعده من مناطق في الدماغ.

ملخص

كشف باحثون عن مسار المعلومات التي يتلقاها الحُصين. باستخدام تقنية علم البصريات الوراثي (optogenetics) (انظر 1) أثناء التسجيلات الواسعة النطاق لمرفد الحصين (subiculum) للجرذان، اكتشفوا أن مرفد الحصين يوزع المعلومات إلى 4 مناطق دماغية بعد الحصين. لاحظ الباحثون أن موجة ثيتا (theta) والموجة الحادة (sharp wave) / التموجات (ripples) (اتظر 2) في مرفد الحصين تتحكم في نقل المعلومات بدقة ميلي ثانية،  وفقًا للمنطقة الدماغية المستهدفة. هذه القدرة في التحكم في نقل المعلومات بتلك الدقة توفر الأساس لفهم شامل لجهاز الذاكرة الحُصيني (hippocampal memory system).

(الخطوط العريضة للبحث)

الحُصين هو جزء من الدماغ يتعامل مع المعلومات المرتبطة بالتنقل المكاني والذاكرة. على سبيل المثال، وأنت تقود سيارتك، وعلى الرغم من البيئة المتغيرة للسيارات المختلفة التي تسير بسرعات متفاوتة في الشارع، الداخلة إلى الشارع العام والخارجة منه، واللوحات الإعلانية المشتتة للانتباه، وما إلى ذلك، تتمكن [أنت] من ضبط سرعتك ومن إلقاء نظرة سريعة على اللوحات الإعلانية، والتنقل في الشارع بسلاسة وبطريقة جيدة التوقيت. هذا هو حال الحصين وهو منهمك في عمله. يأخذ المدخلات – من بيئة متغيرة باستمرار – ويساعد في تحويلها إلى مخرجات – مستخدمًا ذاكرتك لخريطة الطريق لتصل الى وجهتك بأمان . ومع ذلك، لا يُعرف الكثير عن كيف يتم توزيع المعلومات من الحُصين إلى مناطق الدماغ الأخرى التي تؤدي إلى مخرجات متمثلة في سلوك ما.

فريق بحثي بقيادة تاكوما كيتانيشي (Takuma Kitanishi) والبروفسور كينجي ميزوسيكي (Kenji Mizuseki) من قسم علم وظائف الأعضاء بكلية الدراسات العليا للطب في جامعة،مدينة أوساكا (OCU)، أوضح، لأول مرة، أن المعلومات المكانية المستلمة من الحُصين تُوجه إلى المناطق الدماغية بعده (downstream) [في تسلل العمليات الدماغية] من خلال منطقة في الدماغ تسمى “مرفد الحصين” (subiculum).

“يقوم الحُصين بمعالجة اجرائية للمعلومات التي نحن على دراية بها في حياتنا اليومية – من ذهابنا إلى العمل ورجوعنا منه إلى الذهاب لزيارة الجدة”  ، كما يقول كيتانيشي ، “ولكن، الأساليب الشائعة الاستخدام لقياس نشاط الدماغ لا تسمح لنا بمعرفة إلى أي منطقة من الدماغ يرسل الحصين المعلومات”.

ابتكر الفريق طريقة لتتبع تدفق النشاط العصبي بين مناطق الدماغ. من خلال الدمج بين تسجيل النشاط العصبي الواسع النطاق والتحفيز البصري متعدد المواقع،  قام الباحثون بقياس نشاط الدماغ لفئران حرة الحركة. ما وجدوه هو أنه بينما يتلقى الحُصين معلومات واسعة النطاق وينقلها، يقوم مرفد الحصين بتوجيه المعلومات المستقاة من الحُصين بطريقة مقاوِمة للضوضاء. اعتبر مرفد حصينك وكأنه مكتب فرز خدمة بريد حصيني محلي.

“وجدنا أن المعلومات عن سرعة نقل المعلومات “و” مسار هذا النقل تُنقل بشكل انتقائي إلى القشرة خلف الشريط الثفني (retrosplenial cortex) والنواة المتكئة في الدماغ ، على التوالي، بينما وُزعت المعلومات عن المكان بالتساوي بين أربع مناطق وهي: النواة المتكئة، والنواة المهادية الأمامية البطنانية (anteroventral thalamus)، والجسم الحلمي (mammillary body) (انظر 3) والقشرة خلف الشريط الثفني (retrosplenial cortex)”، كما يقول كينجي ميزوسيكي.

لاحظ الفريق أيضًا أن موجات ثيتا (theta) الدماغية والموجات الحادة / التموجات المنبعثة من مرفد الحصين تتحكم في توقيت نقل المعلومات بحسب أيٍ من المناطق في الدماغ تستهدفها عصبونات مرفد الحصين، وضبط التوقيت بشكل دقيق وصولاً إلى دقة الملي ثانية. قد يساعد ذلك في تفسير الطبيعة الانتقائية لمرفد الحصين ولماذا وعيك بالبيئة المتغيرة والتحديثات المستمرة التي أنت تتلقاها تحدث بشكل متزامن،  حتى تتمكن من قيادة سيارتك بسلاسة وأمان إلى وجهتك.

يخطط الفريق البحثي لاستخدام طريقتهم الجديدة لتتبع نشاط الخلايا العصبية على نطاق أوسع. “بعد ذلك، سنقوم بتضمين معلومات الحصين الناتجة عن المدخلات الحسية الطرفية” ، كما يقول كيتانيشي. باستخدام هذا البحث كأساس لفهم شامل لجهاز الذاكرة الحُصينية (hippocampal memory system)، “نأمل حتى في إلقاء الضوء على الاضطرابات المرتبطة بالخلل في الوظائف الحُصينية ، كالخرف”. نشرت الورقة  العلمية لهذا البحث في مجلة تقدم العلوم (Science Advances) (انظر 4).

مصادر من داخل وخارج النص:

1. https://ar.wikipedia.org/wiki/علم_البصريات_الوراثي

2. “الموجات الحادة والتموجات (SWRs) هي أنماط متذبذبة في حُصين دماغ الثدييات يمكن مشاهدتها على مخطط كهربية الدماغ (EEG) أثناء توقف الحركة وأثناء النوم. هناك ثلاثة أنماط رئيسية لتذبذب الشبكة في الحُصين: موجات ثيتا وموجات (SWR) وموجات غاما. تذبذبات غاما موجودة في جميع مناطق الدماغ الرئيسية ، في حين أن موجات ثيتا والحادة موجودة بشكل خاص في الحُصين والمناطق المجاورة له.” ترجمناه من نص ورد على عذا العنوان: https://en.wikipedia.org/wiki/Sharp_waves_and_ripples

3.  https://ar.wikipedia.org/wiki/جسم_حلمي

4. https://advances.sciencemag.org/content/7/11/eabf1913

المصدر:
https://www.osaka-cu.ac.jp/en/news/2020/where-am-i-going-just-ask-your-subiculum