مجاهر قابلة للارتداء تصور النشاط العصبي للحبل الشوكي

طور باحثو معهد «سالك» للدراسات البيولوجية مجهرين يمكن ارتداؤهما لتصوير النشاط الخلوي في مناطق كان يتعذر الوصول إليها سابقًا من الحبل الشوكي للفئران.
ويعمل الحبل الشوكي كرسول يحمل إشارات بين الدماغ والجسم لتنظيم كل شيء من التنفس إلى الحركة.
وبينما من المعروف أن الحبل الشوكي يلعب دورًا أساسيًا في نقل إشارات الألم، فقد حدّت التكنولوجيا من فهم العلماء لكيفية حدوث هذه العملية على المستوى الخلوي. أما الآن فقد ابتكر علماء المعهد مجاهر يمكن ارتداؤها لتمكين رؤية غير مسبوقة لأنماط الإشارات التي تحدث داخل الحبال الشوكية للفئران.
وهذا التقدم التكنولوجي، المفصل في ورقتين نشرتا بمجلة «نيتشر كوميونيكيشينز» العلمية اليوم (الثلاثاء) ومجلة «نيتشر بايوتكنولوجي» العلمية في السادس من الشهر الحالي، سيساعد الباحثين على فهم أفضل للأساس العصبي للأحاسيس والحركة في السياقات الصحية والمرضية، مثل الألم المزمن والحكة أو التصلب الجانبي الضموري (ALS) أو التصلب المتعدد (MS)، وذلك وفق ما نشر موقع «ميديكال إكسبريس» الطبي المتخصص.
وفي توضيح أكثر لهذا الأمر، قال أكسل نيمراجان الأستاذ المشارك مدير مركز «ويت» المتقدم بـ«يوفوتونكس» «ان هذه المجاهر الجديدة القابلة للارتداء تسمح لنا برؤية النشاط العصبي المرتبط بالأحاسيس والحركة في المناطق وبسرعة لا يمكن الوصول إليها بواسطة تقنية عالية الدقة أخرى»، مبيّنا «ان مجاهرنا القابلة للارتداء تغير جذريًا ما هو ممكن عند دراسة الجهاز العصبي المركزي»، وفق قوله.
ويبلغ عرض المجاهر القابلة للارتداء ما يقرب من سبعة وأربعة عشر ملليمترًا (عرض إصبع صغير أو الحبل الشوكي البشري تقريبًا) وتوفر صورًا عالية الدقة وعالية التباين ومتعددة الألوان في الوقت الفعلي عبر مناطق كان يتعذر الوصول إليها سابقًا في الحبل الشوكي بالعمود الفقري. ويمكن دمج التقنية الجديدة مع غرسة «microprism»، وهي عبارة عن عنصر زجاجي عاكس صغير يوضع بالقرب من مناطق الأنسجة محل الاهتمام؛ فقد تم التقاط الخلايا العصبية في النخاع الشوكي (باللون الأزرق)، بما في ذلك تلك التي ترسل إشارات عن الألم (باللون الأخضر) باستخدام أحد المجاهر الجديدة القابلة للارتداء، حسب إيرين كاري المؤلف الأول المشارك.

بدوره، يقول بافيل شيختميستر زميل ما بعد الدكتوراه السابق بمختبر «نيمراجان» المؤلف الأول المشارك في الدراستين «لقد تغلبنا على حواجز مجال الرؤية والعمق في سياق أبحاث الحبل الشوكي. المجاهر التي يمكن ارتداؤها خفيفة بما يكفي لتحملها الفئران وتسمح بالقياسات التي كان يعتقد سابقًا أنها مستحيلة».
وباستخدام المجاهر الجديدة، بدأ فريق نيمراجان بتطبيق التكنولوجيا لجمع معلومات جديدة حول الجهاز العصبي المركزي. وعلى وجه الخصوص؛ أرادوا تصوير الخلايا النجمية (خلايا دبقية غير عصبية على شكل نجمة في الحبل الشوكي) لأن عمل الفريق السابق أشار إلى تورط الخلايا غير المتوقع في معالجة الألم.
كما وجد الفريق أن ضغط ذيول الفئران ينشط الخلايا النجمية، ويرسل إشارات منسقة عبر أجزاء الحبل الشوكي. فقبل اختراع المجاهر الجديدة كان من المستحيل معرفة شكل نشاط الخلايا النجمية أو كيف يبدو أي نشاط خلوي عبر مناطق الحبل الشوكي للحيوانات.
من جهتها، تقول دانييلا دوارتي المؤلفة الأولى المشاركة لإحدى الدراسات الباحثة بمختبر نيمراجان «ان القدرة على تصور متى وأين تحدث إشارات الألم والخلايا التي تشارك في هذه العملية تسمح لنا باختبار وتصميم التدخلات العلاجية... فهذه المجاهر الجديدة يمكن أن تحدث ثورة في دراسة الألم».
وفي هذا الاطار، بدأ فريق نيمراجان بالفعل في التحقيق بكيفية تغيير النشاط العصبي وغير العصبي في الحبل الشوكي في حالات الألم المختلفة وكيف تتحكم العلاجات المختلفة في نشاط الخلايا غير الطبيعي.