21 أكتوبر 2008
لا جولا ، كاليفورنيا - توجد الحياة على حافة الفوضى ، حيث يمكن أن يكون للتغييرات الصغيرة تأثيرات مدهشة وغير متوقعة ، وقد لا يُسمع عن المحفزات الرئيسية. ولكن لا يوجد مجال للغموض عندما يحتاج الدماغ إلى تحويل حركة الرأس إلى حركات دقيقة للعين والرأس والجسم تعمل على استقرار وضعنا ونظراتنا بسرعة ؛ خلاف ذلك ، سوف نتعثر بلا حول ولا قوة في العالم ، وستشبه رؤيتنا ضبابية غير قابلة للفك.
في دراستهم الأخيرة المنشورة في العدد الحالي من المجلة الخلايا العصبيةيشرح الباحثون في معهد سالك للدراسات البيولوجية كيف يحقق الانعكاس الدهليزي البصري ، الذي يحافظ على استقرارنا والعالم من حولنا ، الدقة التي يشتهر بها. على عكس معظم الإشارات في الدماغ ، التي يعتمد انتقالها على التردد ، فإن الإشارات من الجهاز الدهليزي للأذن الداخلية ، الذي يكتشف الحركة ، يتم ترحيلها بطريقة خطية بغض النظر عن سرعة إطلاق الخلايا العصبية.
"يأتي معظم ما نعرفه عن نقل الإشارات بين الخلايا العصبية من دراسة الخلايا العصبية القشرية أو الحصينية الخاصة ، ولكن العديد من الوظائف الحيوية ، مثل التوازن والتنفس ، يتم التحكم فيها بواسطة الخلايا العصبية في جذع الدماغ ، والتي ، كما اكتشفنا ، تعمل بشكل مختلف تمامًا ، "يقول الباحث في معهد هوارد هيوز الطبي ساشا دو لاك، دكتوراه ، أستاذ مشارك في مختبر علم الأحياء العصبية للأنظمة. "إن اتباع الآليات التي تتحكم في الخلايا العصبية في جذع الدماغ أمر مهم لتطوير فئات جديدة من عوامل العلاج الحيوي."
تركز دو لاك وفريقها على نوع بسيط من التعلم: كيف يتعلم الدماغ تثبيت صورة على شبكية العين واستخدام حركة العين للتعويض عن حركة الرأس؟ هذا ما يسمى بردود الفعل الدهليزي العيني ، أو VOR ، يجب أن يكون سريعًا ؛ للحصول على رؤية واضحة ، يجب تعويض حركات الرأس على الفور تقريبًا. لتحقيق السرعة اللازمة ، تشتمل دارة VOR على ثلاثة أنواع فقط من الخلايا العصبية: الخلايا العصبية الحسية ، التي تكتشف حركة الرأس ؛ الخلايا العصبية الحركية ، وتوجيه عضلات العين للاسترخاء أو الانقباض ؛ وما يسمى بالخلايا العصبية للنواة الدهليزية في جذع الدماغ التي تربط الاثنين.
في حين أن اختصار هذه الدائرة يبقي أوقات الانعكاس قصيرة ، كان من غير الواضح ما هي خصائص الدائرة التي تضمن مطابقة سرعة العين بدقة لسرعة الرأس. نظرًا لأن VOR يعمل بدقة بغض النظر عن السرعة التي نحرك بها رأسنا ، فقد توقع العلماء منذ فترة طويلة أن يكون نقل الإشارات في نقاط الاشتباك العصبي - نقاط الاتصال المتخصصة بين الخلايا العصبية - التي تربط الحس بالخلايا العصبية في النواة الدهليزية خطيًا.
ومع ذلك ، فإن الإرسال في معظم المشابك يكون غير خطي. ترسل خلايا الدماغ إشارات عن طريق إرسال نبضات كهربائية على طول محاور ، امتدادات طويلة تشبه الشعر تصل إلى الخلايا العصبية المجاورة. عندما تصل إشارة كهربائية إلى نهاية محور عصبي ، يؤدي تغيير الجهد إلى إطلاق الناقلات العصبية ، وهي الناقلات الكيميائية للدماغ. ثم تنتقل جزيئات الناقل العصبي هذه عبر الفراغ بين الخلايا العصبية عند المشبك وتطلق إشارة كهربائية في الخلية المجاورة - أو لا.
تقول الدكتورة مارثا باغنال ، المؤلفة الأولى: "تعمل معظم المشابك المشبكية المعروفة كمرشحات للمعلومات ، ويعتمد كل من احتمال ومدى إطلاق الناقل العصبي بالإضافة إلى فعالية الاستجابة ما بعد المشبكي بشكل كبير على التاريخ الحديث للمشابك". . ، وهو طالب دراسات عليا سابق في مختبر du Lac وهو الآن باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو. وتضيف قائلة "ولكن بغض النظر عما إذا كنت تمارس رياضة الجري أو تشاهد التلفاز على الأريكة ، يحتاج VOR إلى مطابقة المدخلات الحسية بدقة مع خرج المحرك".
عندما ألقى Bagnall وزملاؤها نظرة فاحصة على المشبك الأول في دائرة VOR ، وجدوا أنه بغض النظر عن مدى سرعة إطلاق العصبون الحسي ، تم إطلاق نفس الكمية من الناقل العصبي. وبدلاً من التردد ، أخذت العصبون ما بعد المشبكي المعلومات ونقلها بأمانة.
من بين الباحثين الذين ساهموا أيضًا في العمل طالبة الدراسات العليا لورين إي ماكلفين وباحث ما بعد الدكتوراه مايكل فولستيتش.
تم دعم هذا العمل من قبل معهد هوارد هيوز الطبي ، والمعاهد الوطنية للصحة ، وبرنامج أبحاث الدراسات العليا لمؤسسة العلوم الوطنية.
معهد سالك للدراسات البيولوجية في لا جولا ، كاليفورنيا هو منظمة مستقلة غير ربحية مكرسة للاكتشافات الأساسية في علوم الحياة ، وتحسين صحة الإنسان ، وتدريب الأجيال القادمة من الباحثين. افتتح جوناس سالك ، دكتوراه في الطب ، الذي قضى لقاح شلل الأطفال على مرض شلل الأطفال المسبب للشلل في عام 1955 ، المعهد في عام 1965 بهدية أرض من مدينة سان دييغو وبدعم مالي من مسيرة الدايمز.
مكتب الاتصالات
هاتف: (858) 453-4100
اضغط@salk.edu
