بزرگترین تحولات مرتبط با مغز در سال ۲۰۲۱

بازدیدها: ۲۴

از جایزه نوبل و مغزهایی با نیروی فتوسنتز گرفته تا تحقیقات مربوط به تخریب عصبی و بحث بر سر داروی جدید آلزایمر، نگاهی به برخی از بزرگترین تحولات مرتبط با مغز در سال.

یک نوبل حسی

در ۴ اکتبر، فیزیولوژیست دیوید جولیوس و نوروبیولوژیست آردن پاتاپوتین برای کارشان در زمینه دما، درد و درک لمس، جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی را دریافت کردند. جولیوس در مورد احساس سوزش مردم از فلفل تحقیق کرد و یک کانال یونی به نام TRPV1 را شناسایی کرد که توسط گرما فعال می شود. جولیوس و پاتاپوتین سپس به طور جداگانه در مورد کانال یونی TRPM8 که سرمای منتول را حس می‌کند در سال ۲۰۰۲ گزارش دادند. گروه پاتاپوتین به کشف کانال‌های یونی PIEZO1 و PIEZO2 پرداختند که در سنجش فشار مکانیکی نقش دارند. کمیته نوبل نوشت که کار این دو الهام بخش تحقیقات بیشتر برای درک چگونگی حس دما و محرک های مکانیکی توسط سیستم عصبی بود و برندگان جایزه “حلقه های گمشده مهمی را در درک ما از تعامل پیچیده بین حواس ما و محیط شناسایی کردند.”

ارتباط مغز با کامپیوتر

امسال شاهد نوآوری هایی در تقویت قابلیت های مغز با اتصال آن به فناوری محاسباتی پیشرفته بودیم. به عنوان مثال، یک معلم زیست شناسی که ۱۶ سال پیش بینایی خود را از دست داده بود، توانست اشکال و حروف را با کمک عینک مخصوصی که با الکترودهای کاشته شده در مغزش در ارتباط است، تشخیص دهد. در رگ مشابهی، کامپیوتری که به یک سیستم کاشت مغزی متصل است، سیگنال‌های مغزی را برای دست‌نویسی در یک مرد فلج تشخیص می‌دهد که به او امکان می‌دهد تا ۹۰ کاراکتر در دقیقه را با دقت بالای ۹۰ درصد تایپ کند. چنین مطالعاتی گامی رو به جلو برای فناوری هایی است که با علوم اعصاب پیشرفته و نوآوری محاسباتی در تلاش برای بهبود زندگی مردم ازدواج می کنند.

ارتباط با رویاپردازان

این کاملاً آغاز نیست، اما محققان امسال در Current Biology گزارش دادند که توانستند با افرادی که رویاهای شفاف دارند ارتباط برقرار کنند. محققان با استفاده از ترکیبی از کد مورس و ارتباط کلامی، مسائل ریاضی ساده و سوالات بله/خیر را برای شرکت‌کنندگان در مطالعه ارائه کردند، که چندین نفر از آنها با استفاده از سیگنال‌های چشمی از قبل به درستی پاسخ دادند. کریستوفر آپل، نویسنده همکار، در مصاحبه ای گفت که این مطالعه فرصت هایی را برای مطالعه رویاپردازی به صورت تعاملی تر برای بررسی سوالاتی مانند چگونگی توسعه روایت رویاها باز می کند.

مغزهای دارای فتوسنتز

در یکی از پیشرفت‌های عجیب سال، محققان توانستند با استفاده از میکروارگانیسم‌های فتوسنتزی، اکسیژن را به بچه قورباغه‌ها برسانند و به ادامه عملکرد مغز حتی در شرایط کم اکسیژن کمک کنند. این تیم جلبک های فتوسنتزی را به بچه قورباغه هایی که در شرایط کم اکسیژن نگهداری می شدند تزریق کردند و با قرار گرفتن در معرض نور، غلظت اکسیژن در بطن حیوانات افزایش یافت و فعالیت مغز آنها از سر گرفته شد. با این حال، کاربرد این یافته برای حیواناتی که نور نمی تواند به پوست نفوذ کند و به مغز برسد، محدود است.

ارتباط اندازه و قدرت سیناپس

سیناپس‌ها به نورون‌ها اجازه می‌دهند تا از طریق انتشار و دریافت انتقال‌دهنده‌های عصبی ناشی از پتانسیل‌های عمل الکتریکی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. مطالعه‌ای که توسط محققان در زوریخ سوئیس انجام شد، سوء ظن طولانی‌مدت مبنی بر قوی‌تر بودن سیناپس‌ها با سطح بزرگ‌تر را تأیید کرد، به این معنی که می‌توانند در هر ضربه الکتریکی، انتقال‌دهنده عصبی بیشتری را به نورون دریافت‌کننده آزاد کنند. محققان اندازه سیناپس ها را با استفاده از میکروسکوپ الکترونی محاسبه کردند و با ثبت تغییرات ولتاژ با یک الکترود کوچک در نمونه های مغز موش، قدرت سیناپس را اندازه گرفتند. آنها تغییرات ولتاژ بیشتری را در سیناپس هایی که در آن گیرنده های انتقال دهنده عصبی در سطح بزرگتری از نورون قرار دارند، یافتند، همراه با داده هایی که نشان می دهد وزیکول های انتقال دهنده عصبی متعدد با هر پتانسیل عمل آزاد می شوند. استفانی رودولف، عصب شناس در کالج پزشکی آلبرت انیشتین که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: این آخرین یافته “عمقاً طرز تفکر ما را در مورد شیوه غالب انتقال سیناپسی تغییر می دهد.”

مدل های مغز تک سلولی

به نظر می رسد که ارگانیسم های مدل برای مشارکت در تحقیقات علوم اعصاب لزوماً نیازی به داشتن مغز ندارند. مخمر، که برای اولین بار به عنوان یک مدل کلیدی از بیماری های عصبی در دهه ۱۹۹۰ شناخته شد، همچنان به ارائه بینش های ارزشمندی در مورد علوم اعصاب، به ویژه با پیشرفت فناوری زیست پزشکی، ادامه می دهد. محققان می‌توانند تغییرات ژنتیکی را با هزینه کم ایجاد کنند، سلول‌های مخمری را به سرعت رشد دهند که فرآیندهای بیماری را تقلید می‌کنند، و آنها را به عنوان یک شاخص ساده از عملکرد و سلامت سلول مشاهده کنند، که برای دهه‌ها به بررسی طیف متنوعی از بیماری‌های عصبی کمک کرده است. مطالعات با استفاده از مخمر نقش مضر تجمع پروتئین و کنترل کیفیت پروتئین آسیب دیده را در بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) و بیماری هانتینگتون نشان داد. علاوه بر این، محققان از مخمر برای یادگیری در مورد انتقال بین هسته و سیتوپلاسم در ALS و زوال عقل، عملکرد ناقص میتوکندری در آتاکسی فریدریش، و اختلال در قاچاق وزیکول در بیماری آلزایمر استفاده کرده‌اند.

یک نقطه عطف بحث برانگیز

داروی آلزایمر بایوژن، آدوهلم (aducanumab) توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده در ۷ ژوئن تایید شد و آن را به اولین درمان تایید شده با هدف کاهش سرعت پیشرفت بیماری تبدیل کرد. اما این دارو به سرعت بحث‌هایی را برانگیخت که به علت آن بود که آیا واقعاً تفاوت معنی‌داری در این پیشرفت ایجاد می‌کند و همچنین هزینه آن  خیلی بالا بود. سازمان غذا و داروی آمریکا این دارو را برخلاف توصیه هیئت مشورتی خود – که چند نفر از اعضای آن متعاقباً استعفا دادند – تأیید کرد و بعداً خواستار تحقیقات فدرال در مورد روند تأیید آن شد.

https://www.the-scientist.com

Our Favorite Neuroscience Stories of 2021

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.