علماء يبتكرون خلايا عصبية صناعية لعلاج «الزهايمر»
نبأ: تمكّن علماء من اختراع خلايا عصبية صناعية قابلة للزراعة في الدماغ، بمقدورها إصلاح الأضرار الناجمة عن مرض الزهايمر أو غيرها من الأمراض العصبية
وطوّر فريق في جامعة باث البريطانية وعلماء دوليين خلايا إلكترونية تم تثبيتها على شريحة سيليكون، تحاكي استجابات الخلايا العصبية البيولوجية عندما يتم تشغيلها بواسطة الجهاز العصبي
والخلايا العصبية عبارة عن خلايا متخصصة تنقل نبضات الأعصاب، مما يسمح لأجزاء الجسم بالتواصل، وهي المكونات الأساسية للدماغ والحبل الشوكي والجهاز العصبي، كما أنها موجودة حول القلب
وعلى مدى عقود حاول الباحثون تصنيع خلايا دماغية، لكنهم واجهوا صعوبات كثيرة، لأن الطريقة التي تستجيب بها الخلايا العصبية للإشارات غالبا ما تكون معقدة وغير متوقعة
إلا أنه باستخدام الكمبيوتر، تمكن العلماء من تطوير معادلات تشرح كيفية استجابة الخلايا عند تلقي الإشارات الكهربائية من أعصاب معينة، وتشكيل رقائق سيليكون تعكس هذه الاستجابة
وقال الأستاذ في قسم الفيزياء بجامعة باث آلان نوغاريت تعليقا على الإنجاز: "حتى الآن كانت الخلايا العصبية مثل الصناديق السوداء، لكننا تمكنا من فتح الصندوق الأسود والنظر في داخله"
وأضاف نوغاريت:"عملنا عبارة عن نموذج متغير لأنه يوفر وسيلة نشطة لإعادة إنتاج الخصائص الكهربائية للخلايا العصبية الحقيقية بأدق التفاصيل"
وتابع قائلا: "الخلايا العصبية البيولوجية لديها سلوك معقد للغاية، وما قمنا به هو تطوير تقنيات لنقل سلوك الخلايا العصبية البيولوجية إلى قطعة من السيليكون"
وأشار إلى أن "الخلايا العصبية هي جزء من الدماغ، وبالتالي فهي جزء من الجهاز العصبي المركزي، وهناك أمراض ناجمة عن تحلل هذه الخلايا العصبية وفقدان وظائفها، ولأن الخلايا العصبية لا تتجدد، فمن المهم أن يكون هناك دوائر حيوية يمكنها أن تحل محل هذه الخلايا العصبية الفاشلة لاستعادة الوظيفة الحيوية في مرض الزهايمر ومرض الخلايا العصبية الحركية وفشل القلب"
ويعتقد الفريق أن هذا الاختراق العلمي يمكن أن يبشر بعهد جديد من "عمليات الزراعة" التي قد تعالج الأمراض المزمنة، مثل قصور القلب ومرض الزهايمر وأمراض أخرى مثل الضمور العصبي، بحسب ما ذكرت صحيفة "تليغراف"البريطانية
فعلى سبيل المثال، في حالة فشل القلب، لا تستجيب "العصبونات" الموجودة في قاعدة الدماغ بشكل صحيح لرد فعل الجهاز العصبي، وبالتالي، فهي لا ترسل الإشارات الصحيحة إلى القلب، الذي لا يضخ بقوة كما ينبغي
ويستخدم الفريق الخلايا العصبية في تطوير أجهزة تنظيم ضربات القلب الذكية، التي تستجيب في الوقت الفعلي للطلبات المفروضة على القلب، تماما كما يفعل القلب السليم، بدلا من الحفاظ على الإيقاع الثابت الذي توفره أجهزة تنظيم القلب التقليدية
وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساعد هذه الخلايا العصبية الصناعية في إصلاح إصابات الحبل الشوكي، في المناطق التي قطع فيها الاتصال العصبي بالكامل، أو حيث ماتت خلايا الدماغ ، كما في مرض الزهايمر
وخلال التجارب، أثبت الباحثون أنهم قادرون على تكرار نتاج الخلايا العصبية في "منطقة الحصين"، المعروفة أيضا باسم "قرن آمون"، والجهاز التنفسي لدى الفئران، عندما أعطيت لها مجموعة واسعة من المحفزات من أعصاب مختلفة
وطوّر فريق في جامعة باث البريطانية وعلماء دوليين خلايا إلكترونية تم تثبيتها على شريحة سيليكون، تحاكي استجابات الخلايا العصبية البيولوجية عندما يتم تشغيلها بواسطة الجهاز العصبي
والخلايا العصبية عبارة عن خلايا متخصصة تنقل نبضات الأعصاب، مما يسمح لأجزاء الجسم بالتواصل، وهي المكونات الأساسية للدماغ والحبل الشوكي والجهاز العصبي، كما أنها موجودة حول القلب
وعلى مدى عقود حاول الباحثون تصنيع خلايا دماغية، لكنهم واجهوا صعوبات كثيرة، لأن الطريقة التي تستجيب بها الخلايا العصبية للإشارات غالبا ما تكون معقدة وغير متوقعة
إلا أنه باستخدام الكمبيوتر، تمكن العلماء من تطوير معادلات تشرح كيفية استجابة الخلايا عند تلقي الإشارات الكهربائية من أعصاب معينة، وتشكيل رقائق سيليكون تعكس هذه الاستجابة
وقال الأستاذ في قسم الفيزياء بجامعة باث آلان نوغاريت تعليقا على الإنجاز: "حتى الآن كانت الخلايا العصبية مثل الصناديق السوداء، لكننا تمكنا من فتح الصندوق الأسود والنظر في داخله"
وأضاف نوغاريت:"عملنا عبارة عن نموذج متغير لأنه يوفر وسيلة نشطة لإعادة إنتاج الخصائص الكهربائية للخلايا العصبية الحقيقية بأدق التفاصيل"
وتابع قائلا: "الخلايا العصبية البيولوجية لديها سلوك معقد للغاية، وما قمنا به هو تطوير تقنيات لنقل سلوك الخلايا العصبية البيولوجية إلى قطعة من السيليكون"
وأشار إلى أن "الخلايا العصبية هي جزء من الدماغ، وبالتالي فهي جزء من الجهاز العصبي المركزي، وهناك أمراض ناجمة عن تحلل هذه الخلايا العصبية وفقدان وظائفها، ولأن الخلايا العصبية لا تتجدد، فمن المهم أن يكون هناك دوائر حيوية يمكنها أن تحل محل هذه الخلايا العصبية الفاشلة لاستعادة الوظيفة الحيوية في مرض الزهايمر ومرض الخلايا العصبية الحركية وفشل القلب"
ويعتقد الفريق أن هذا الاختراق العلمي يمكن أن يبشر بعهد جديد من "عمليات الزراعة" التي قد تعالج الأمراض المزمنة، مثل قصور القلب ومرض الزهايمر وأمراض أخرى مثل الضمور العصبي، بحسب ما ذكرت صحيفة "تليغراف"البريطانية
فعلى سبيل المثال، في حالة فشل القلب، لا تستجيب "العصبونات" الموجودة في قاعدة الدماغ بشكل صحيح لرد فعل الجهاز العصبي، وبالتالي، فهي لا ترسل الإشارات الصحيحة إلى القلب، الذي لا يضخ بقوة كما ينبغي
ويستخدم الفريق الخلايا العصبية في تطوير أجهزة تنظيم ضربات القلب الذكية، التي تستجيب في الوقت الفعلي للطلبات المفروضة على القلب، تماما كما يفعل القلب السليم، بدلا من الحفاظ على الإيقاع الثابت الذي توفره أجهزة تنظيم القلب التقليدية
وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساعد هذه الخلايا العصبية الصناعية في إصلاح إصابات الحبل الشوكي، في المناطق التي قطع فيها الاتصال العصبي بالكامل، أو حيث ماتت خلايا الدماغ ، كما في مرض الزهايمر
وخلال التجارب، أثبت الباحثون أنهم قادرون على تكرار نتاج الخلايا العصبية في "منطقة الحصين"، المعروفة أيضا باسم "قرن آمون"، والجهاز التنفسي لدى الفئران، عندما أعطيت لها مجموعة واسعة من المحفزات من أعصاب مختلفة