الجزء الاخير

النصف المجهول من الدماغ

عندما مات العبقري الاعظم، Albert Einstein, عام 1955، تم تشريح جثمانه من قبل البيلوجي Thomas Harvey, الذي احتفظ بالدماغ في بيته، بعد ان حفظه في محلول كحولي.
العالمة Marian Diamond, من جامعة كاليفورنيا، احدى الباحثات التي قامت بفحص دماغ إينشتاين. ماريانا لم تجد ماهو غير عادي في أعداد وحجم الخلايا العصبية، لدماغ اينشتاين، ولكنها ، في منطقة القشرة الدماغية التي تقف خلف قدرة الانسان على التفكير المنطقي، عثرت على عدد كبير من خلايا gliacells, اكثر بكثير من متوسطهم في بقية اقسام دماغ اينشتاين. هل كان الامر مجرد صدفة، ولامعنى له؟
(للمزيد عن دماغ إينشتاين، إضغط هنا)


ماهي وظيفة خلايا gliacell
من الناحية التقليدية كان العلماء يعتبرون خلايا gliacell كخدم في خدمة الخلايا العصبية الدماغية ويطلق عليها ايضا اسم glial or glue cells,، إذ يعرف مسؤوليتهم عن تقديم الطاقة "وتنظيف" الاشارات الكيميائية التي فقدت ضرورتها. الدراسات الجديدة (2006) تشير الى ان اهميتها اكبر بكثير مما كان يُعتقد حتى الان. شدة اهميتها من كون وظائفها تتضمن ايضا نشوء الامراض وتحولها من مرحلة "الالم المزمن" الى مرحلة المرض العصبي وتحويل الامراض النفسية مثل Alzheimers, Parkinsons الى امراض عصبية مثل Schizofreni, depression.

ابحاث ماريان داياموند على دماغ اينشتاين ليست هي الوحيدة التي اشارت الى اهمية هذه الخلايا والى سوء تقديرنا لها، بل ان الامر اعمق بكثير. الحقيقة ان الانسان يملك خلايا من نوع gliacell اكثر بكثير مما يملك الحيوان. من حيث الحجم تشكل هذه الخلايا نصف حجم الدماغ الانساني، ومن حيث العدد فهي تزيد 9-10 مرة عن عدد الخلايا العصبية. عند الفئران يكون العدد متساوي بين نوعيي هذه الخلايا. القرود تملك خلايا من نوع gliacell اكثر مما تملك القوارض، ومع ذلك فحتى الشمبانزي لم يصل الى عدد مايملكه الانسان. بمعنى اخر ، كلما كان جنس الكائن اعلى في السلسلة البيلوجية، كلما كان دماغه اعقد وكلما كان عدد خلايا gliacell اكثر. وبالتالي فهل كانت صدفة ان عددهم عند اينشتاين كان اكبر من عددهم عند الانسان العادي؟ بالتأكيد يحتاج الامر الى تدقيق.




توجد ثلاث انواع من خلايا gliacell، واكبر هذه المجموعة هي المسماة: astrocyterna, التي تحيط بما يسمى synapser, (حسب ماتوضحه الصورة الصغيرة في الزاوية اليمنى للصورة اعلاه) حيث تلتقي الخلايا العصبية مع بعضها ليجري تبادل الإشعارات البيوكيميائية. astrocyterna يتحكم بعملية التواصل، واحيانا الفائض من الإشارات البيوكيميائية الصدرة عن synapser. القدرة على إزالة الفائض من بقايا المواد البيوكيميائية، مثلا:glutamat امر حيوي للغاية، إذ لوتركنا الفائض من مادة الغلوتامات، سيؤدي ذلك الى تنشيط للخلايا العصبية، زا\د عن الحد الى درجة تؤدي الى موت الخلايا، بسبب التعب، الامر الذي يملك خصوصية مميزة في حالات موت الخلايا العصبية البطئ عند مرضى الزهمير والمصابين بنقص في الاوكسجين في الدم، لسبب قد يكون مثلا انسداد في احد اوردة الدماغ.



يقول العالم الدانماركي Arne Schousboe, من جامعة فارماسيوتيسكا:" الدماغ يملك من الغولتامات مايكفي لقتل جيش بكامله، إذا لم تقم خلايا الاستروسيترنا بتنظيف الفائض". ارنه ستشسبويه، احد اوائل الباحثين في خصائص هذا النوع من خلايا الدماغ منذ سبعينات القرن الماضي.

لاتقف اهمية خلايا الاستروسيتبرن عند هذا الحد، إذ يلاحظ ان لهم تأثير على مجمل عمليات الدماغ وهذا يعني ان لها دور في اداء الوظائف المهمة مثل وظيفة تخزين الذاكرة والمنطق. عند تخزين الفكرة في الذاكرة يحدث ذلك من خلال السينابس، من حيث انها نقاط عبور الى الشرائح العصبية. بناء السينابس، synapser هي عملية اساسية ومؤسسة لضمان حدوث كل وظائف الدماغ، منذ لحظة الولادة والى الوفاة. التجارب الاخيرة تؤكد ان خلايا الاستروسيترن تؤثر على عملية تشكيل السينابس وبالتالي تساهم في تقرير اي نوع من الشرائح العصبية سيجري تقويتها وايهما سيجري إضعافه، عبر جميع مراحل الحياة.

الانباء الاولى عن الاهمية المركزية لخلايا الاستروسيترنا، جاءت عام 1997، عندما قام الباحث Ben Barses, من جامعة كاليفورنيا الامريكية بزراعة الخلايا العصبية في اوعية حسب العديد من الاحتمالات، من بينها عينات فيها خلايا الاستروسيتبرن، وعينات بدون الاستروسيتبرن.
في الاحتمالات التي كانت فيها العينات تحوي الاستروسيتبرن الى جانب الخلايا العصبية كان السينابس نشيط للغاية بالمقارنة مع العينات التي احتوت فقط على خلايا عصبية. بعد ذلك ظهر ان ما يتشكل من السينابس في العينات مع الاستروسيتبرن المزروع اكثر بعدة مرات مما يتشكل منه بدون الاستروسيتبرن. من الواضح ان الخلايا العصبية نفسها التي تقوم بإنشاء البروتين اللازم لإنشاء السينابس، ولكن الاستروسيتبرن هو الذي يضعهم في امكنتهم المناسبة. لقد اظهرت التجارب ان الاستروسيتبرن ينتج مجموعة بروتينات بإسم thrombospondiner, مسؤولة عن تنشيط بناء ونمو السينابس.

إذا عدنا الى خلايا gliacell, في دماغ اينشتاين، فلا يمكن القول بأنهم دليل على ان عملية تقوية وتنشيط تشكيل السينابس كان الاساس لكونه عبقري، ولكن ايضا، لايمكن ان نرفض هذه الامكانية، وبالتالي دراستها.


gliacell، تسبب آلام مزمنة
يوجد نوع آخر من gliacell، والمسمى oligodendrocytes, وهي تملك وظيفة لاغنى عنها إذ تقوم ببناء دهون التنقل المسماة myelinskida، والتي تحيط بالخيوط العصبية لتشكل طبقة عازلة وتسمح بزيادة سرعة النبضات الكهربائية، فتجعل عملية التواصل بين الخلايا العصبية ممكنة. كل واحدة من خلايا oligodendrocytes يمكنها إرسال myelin الى العديد من الخلايا العصبية. عندما تموت هذه الخلايا يظهر مايعرف Mulipel Skleros,(MS), ويصيب عادة اليافعين، بالرغم من انه يمكن ان يصيب الكبار ايضا.

النوع الثالث من خلايا gliacell, هي الخلايا المسماة microgliacell. هذا النوع من الخلايا يشكل منظومة الوقاية الحيوية للدماغ والجهاز العصبي. عند حدوث إصابة في الدماغ، تمس الخلايا العصبية او الاوردة الدموية (كما في الصورة)، تتحرك اذرع خلايا الميكروغلياسيل الى مكان الاصابة في خلال بضعة دقائق، لتشكل شبكة كثيفة تحيط بها وتمنع انتشار الاصابة الى المناطق المحيطة. الخلية من هذا النوع إذا اصبحت نشيطة اكثر من اللازم تسبب نوع من حالات الالتهاب، المضر للخلايا العصبية المحيطة. منذ فترة قصير اتهمت هذه الخلايا العالية النشاط، بكونها السبب المحتمل الذي يقف خلف مرض "الالم المزمن" الذي ينشأ عند إنقطاع الحبال العصبية في النخاع الشوكي، عند الحوادث، او عند المصابين بالسرطان ويعالجون بالسموم. المصابين بالالم المزمن يكفي ان تمسح الملابس جلدهم ليشعروا بآلام رهيبة. في العالم يوجد بضعة ملايين من الاشخاص المصابين بهذا المرض، ولايمكن التخفيف عنهم حتى بالمورفين.

كون المخدرات المعروفة لاتستطيع التأثير وتخفيف الالم، يعود الى انها، على مايبدو، تؤثر فقط على الخلايا العصبية، في حين المسبب للالم المزمن ليس الخلايا العصبية وانما الخلايا المافوق نشطة من نوع microgliacells. الخلايا مافوق النشطة تحدث الآلام العصبية بفضل إرسالها، على الاغلب، منبه بيوكيميائي، يجعل اعصاب الاحساس ذو حساسية فائقة.

microgliacells يمكنها ايضاً تحرير المادة الضرورية التي تكبح الخلايا المجاورة لها والمصابة بنشاط زائد عن اللزوم، وهذه الخاصية من المحتمل ان نتمكن من إستغلالها في المستقبل، في معالجة الالم المزمن. احدى الامثلة، المادة المسماة Interleukin-10.
في التجارب المختبرية على الحيوان، تمكنت Lind Watkins, من جامعة كولورادو ان المعالجة بالجينات، وبإستخدام الجين المسؤول عن خلق الانتيرليكوين، يمكن تخفيف الالم عند الفئران. سلوكهم يشير الى انهم اصحاء، عدة اشهر متتالية، بعد المعالجة، الامر الذي شجع الشركة التي تقوم بالتجارب على طلب ترخيص للتحول الى تجربة الدواء على البشر.


دواء جديد لتخفيف الصرع
Gliacell, ليست هدفاً للابحاث فقط من اجل معالجة الالم المزمن، بل ايضا من اجل التعامل مع مرض الصرع (epilepsi). موجات الصرع تأتي بسبب تتطابق نشاطات متوازية في الخلايا العصبية للدماغ، واحدى الاسباب لموجة الصرع ان مستوى هرمون GABA, اقل من الطبيعي في منطقة السينابس.

دواء التياغابين مصمم للتأثير على هذا الهرمون. الدواء يقوم بمحاصرة احدى العوامل التي تبعد هذا الهرمون عن السينابس، وبالتالي ترفع مستواه.

الاستروسيتيرن مهم في هذه العملية من حيث انه عندما يقوم الخلايا العصبية بإستبعاد هذا الهرمون عن السينابس، تعيد الخلايا العصبية خلق المزيد منه، ولكن عندما يقوم الاستروسينيرن بإستبعاده، تنتهي عملية إعادة الخلق. لذلك فأن فكرة التأثير على الاستروسيترن ومنعه عن إزالة الهرمون اثارت إهتمام الباحثين. الادوية الجديدة التي تحت الاختبار تقوم بمحاصرة عوامل الاستبعاد الموجودة فقط في الاستروسيتيرن. عندها يلاحظ زوال واضح لموجات الصرع عند الفئران.


وضد مرض الباركينزون (Parkinsons)
Gliacell, هدف ايضا من اجل معالجة مرض الباركينزون. هذا المرض يظهر بسبب ان الخلايا العصبية في قسم محدد من الدماغ يموت بعضها ويزول. هذه الخلايا من وظيفتها ان تنتج هرمون الدوبامين، ونقص هذا الهرمون يؤدي الى ان المصاب يبدأ بالاهتزاز والارتجاف بدون اي قدرة على السيطرة. دواء راساغيلين الذي نزل الى الاسواق عام 2005 يقوم بكبح انزيم موجود في الاستروسيتير وخلايا الميكرو غلياسيل ويمعنه من تحليل هرمون الدوبامين، كما يمنع نشوء الراديكال الحر الذي يؤدي الى موت الخلايا العصبية المبكر.


Gliacell تسبب الشعور بالسوداوية
مؤخرا تمكن العلماء من إكتشاف علاقة Gliacell بأمراض عقلية مثل depression, schizofreni, من خلال تشريح جثمان المصابين. الكثير من الابحاث اشارت الى ان المصابين بالسوداوية، كانوا فاقدين لجزء كبير من خلايا الاستروسيتر من فص الجبهة الامامية، المسؤول عن التحكم بالمزاج والتخطيط للمستقبل والشخصية.
ابحاث اخرى اشارت الى فقدان خلايا oligodendrocyter من منطقة amygdala, المسؤولة عن المشاعر القوية كالخوف. حتى الان، لااحد يعرف على التحديد كيف يؤثر ذلك على الامراض العقلية، ولكن الجميع على ثقة ، من خلال امثلة سابقة، على انه هناك رابط بالتأكيد.


مصادر:
Att tyda nervsystemets byggnadsskiss
Use It or Lose It
Resources for Brain Theory Research
Growing Bigger Brains
Glial Cells
Neuroglial cells
Gliacells and Epileptogenesis