ابق على اطلاع بالتحديثات المجانية
ببساطة قم بالتسجيل في علوم myFT Digest – يتم تسليمه مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك.
قام فريق علمي دولي ببناء أول خريطة لدماغ حشرة بالغة، مما يوفر اختراقًا محتملاً لفهمنا لكيفية عمل هذا العضو وسبب تضرره من الأمراض العصبية.
رسم المشروع كامل 149 مترًا من الأسلاك البيولوجية التي تشكل دماغ ذبابة الفاكهة بحجم حبة الخشخاش والتي تحكم حياة الكائن الحي. يعد هذا الاكتشاف بتعزيز المعرفة حول الدماغ البشري نظرًا لأن أعضاء النوعين تشترك في العديد من السمات المشتركة، بما في ذلك الجينات المرتبطة بالحالات العصبية التي تصيب مليارات الأشخاص في جميع أنحاء العالم.
“ياوقالت مالا مورثي، الرئيسة المشاركة لاتحاد أبحاث FlyWire وأستاذة علم الأعصاب في جامعة برينستون: “أحد الأسئلة الرئيسية التي نتناولها هو كيف يمكن لشبكات الدماغ وخلاياه العصبية واتصالاته أن تؤدي إلى سلوك الحيوان”. “يعد الذباب نظامًا نموذجيًا مهمًا لعلم الأعصاب، نظرًا لأن أدمغته تحل العديد من المشكلات نفسها التي نحلها.”
وقال الباحثون إن المشروع، الذي نُشر في مجلة Nature يوم الأربعاء، يشبه مشروع الجينوم البشري، الذي انتهى في عام 2003. وقد ساعدت مهمة التسلسل هذه في تعزيز العديد من الاكتشافات حول الأمراض.
يهدف برنامج FlyWire إلى رسم خريطة لشبكة الاتصال العصبية، وهي مجموعة من المسارات الممكنة لتدفق المعلومات بين الخلايا العصبية التي تشكل الدماغ والمشابك العصبية التي تربطها. قام الباحثون بتقطيع دماغ ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة إلى أكثر من 7000 مقطع، وقاموا بتحليلها باستخدام مجاهر قوية وعرض النتائج كصورة ثلاثية الأبعاد.
تمت بعد ذلك إضافة تعليقات توضيحية إلى المخطط الأولي لتحديد الآلاف من أنواع الخلايا المميزة المختلفة، فيما وصفه أحد العلماء بأنه مثل إضافة ميزات مثل أسماء الشوارع وساعات العمل التجارية إلى خريطة جوجل. استخدم المشروع التعهيد الجماعي لتجميع “العلماء المواطنين” لتخفيف عبء التدقيق اللغوي الذي كان سيستغرق شخصًا واحدًا ما يقدر بنحو 33 عامًا لإكماله.
الناتجة ذبابة الفاكهة الشبكة العصبية المكونة من حوالي 140 ألف خلية عصبية و50 مليون وصلة متشابكة متاحة للباحثين مجانًا عبر الإنترنت. لقد بدأ العلماء بالفعل في النظر في كيفية ارتباط أجزاء بنية الدماغ بوظائف مثل المشي والتذوق والرؤية.
وقال سيباستيان سيونج، وهو مؤلف مشارك آخر في أوراق Nature وأستاذ في جامعة برينستون: “إذا تمكنا حقًا من فهم كيفية عمل أي دماغ، فمن المحتم أن يخبرنا شيئًا عن جميع الأدمغة”. “من العدل أن نقول إن العقد الماضي شهد تقدمًا ثوريًا في فهم دماغ الذبابة.”
وقال جون نجاي، المؤلف المشارك ومدير مبادرة BRAIN في المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة، إن الشبكة العصبية تقدم «حقيقة أساسية» يمكن أن تساعد في تعزيز الأبحاث المتعلقة بالأمراض العصبية.
عانى أكثر من 40% من سكان العالم من مشاكل في الجهاز العصبي مثل السكتة الدماغية والخرف والصداع النصفي في عام 2021، وفقًا لبحث نُشر في مارس.
وقال نجاي: “إن وجود هذه الخريطة في متناول اليد أمر ضروري – ولكنه ليس كافياً”. “سيسمح لنا حقًا بطرح أسئلة أفضل وأسئلة أكثر دقة.”
بدأ مشروع منفصل في رسم خريطة لدماغ الفأر، الذي يُقدر أنه أكبر بمليون مرة من دماغ ذبابة الفاكهة الصغيرة. ويمثل الدماغ البشري تحديًا أصعب: فهو يحتوي على أكثر من 80 مليار خلية عصبية و100 تريليون وصلة.
وقالت أنيتا ديفينيني، الأستاذة المساعدة في جامعة إيموري، إن تشبيه الجينوم يشير إلى كيف يمكن للعمل المستقبلي على هياكل الدماغ أن يتغلب على قيود FlyWire، مثل افتقارها إلى البيانات حول الطرق غير المتشابكة التي تتواصل بها الخلايا العصبية. كما هو الحال مع عمل الجينوم، فإن تطوير خرائط دماغية أفضل سيدفع التقدم في مجالات مثل خوارزميات الذكاء الاصطناعي.
وفي تعليق نُشر في مجلة Nature، قال ديفينيني إن FlyWire “قادت التقدم التكنولوجي والمفاهيمي الذي من شأنه تسهيل إعادة بناء وتفسير الوصلات العصبية المستقبلية في ذبابة الفاكهة وأنواع أخرى”.
رسم إيان بوت
