الألياف العصبية الرفيعة التي تنقل الرسائل عبر الجهاز العصبي غالبًا ما تُرسم كخطوط سلسة. لكن دراسة جديدة تضيف بعض التفاصيل إلى هذه الصورة التقليدية. مثل إكليل من التوت البري المعلق على شجرة عيد الميلاد، قد تكون الألياف العصبية المعروفة باسم المحاور سلسلة من النتوءات، كما يقترح الباحثون في 2 ديسمبر في مجلة Nature Neuroscience.
الادعاء مثير للاهتمام، لكن من المبكر جدًا إعادة رسم المحاور، يقول برامود بولاركات، وهو عالم فيزياء يدرس بنية الخلايا العصبية في معهد رامان للبحوث في بنغالور، الهند. “لن أعتبر هذا حقيقة مطلقة بعد”، كما يقول. “لكنها بالتأكيد احتمال.”
لقد عرف علماء الفيزياء الذين يدرسون السوائل عن هذا الشكل الشبيه باللؤلؤ على خيط لفترة طويلة. تتشكل خيوط رفيعة من السوائل كخرز عندما يتم شدها، وهي ظاهرة يمكن ملاحظتها في السوائل اللزجة مثل العسل وهلام الصبار.
تمت ملاحظة خرز أيضًا على المحاور، التي تشبه إلى حد ما تلك السوائل، مع أجزاء داخلية وخارجية قابلة للتشكيل. ولكن لم يتم دراسة الهيكل ذو الخرز بشكل منهجي.
في العمل الجديد، قام الباحثون بدراسة المحاور من أدمغة الفئران. يستخدم العلماء عادةً مواد كيميائية للحفاظ على أو “تثبيت” الخلايا حتى يمكن دراستها بشكل أكبر. ولكن هذه الطريقة غالبًا ما تغير شكل الأنسجة، مثل تجفيف العنب ليصبح زبيبًا ، كما يقول شيغيكي واتانابي ، عالم الأحياء الخلوية وعالم الأعصاب في كلية الطب بجامعة جون هوبكنز. لرؤية المحاور كما هي حقًا ، استخدم واتانابي وزملاؤه طريقة تجميد عالية الضغط بدلاً من ذلك. هذه الطريقة للتجميد “تشبه صنع عنبة مجمدة”، كما يقول.
أظهرت صور المجهر الإلكتروني أن هذه المحاور المجمدة كانت مصنوعة من كتل مستديرة متصلة بأنابيب رفيعة. أجرت الفرق التجارب باستخدام نوع من المحاور غير المغلفة بمادة عازلة تعرف باسم المايلين . مثل المعطف المنتفخ ، يغطي المايلين بعض الألياف العصبية في الدماغ المعروفة باسم المادة البيضاء . تظهر تجارب غير منشورة أخرى هيكل مشابه لخرز اللؤلؤ على محاور مغلفة بالمايلين ، حسبما يقول واتانابي . وقد رأى فريقه أيضًا وجود خرزات على محاور بشرية.
يشير بولاركات إلى أن هناك أمثلة واضحة للمحاور السلسة . “لقد كان الناس ينظرون إلى المحاور لفترة طويلة”، كما يقول . عادةً ما تحتوي الخلايا المزروعة في أطباق على محاور سميكة تبدو أسطوانية إلا إذا تعرضت للتلف . “لكن قد يكون هناك مجموعة فرعية من المحاور لها هذا الشكل اللؤلئي حتى تحت ظروف طبيعية.”
تشكل هذه الكتل – المعروفة رسميًا باسم التمددات النانوية – بسبب ميكانيكا الفيزياء ، حسبما يقول واتانابي . يتطلب الأمر طاقة أقل لصنع هيكل الكتل مقارنة بصنع أسطوانة ، كما يشير.
يؤثر شكل محور عصبي على سرعة انتقال الإشارات عبره؛ تشير التجارب والنماذج إلى ذلك بالنسبة لمحوري الفئران أيضًا.
وهناك دلائل جديدة تشير إلى أن الإشارات المتحركة عبر المحورات تؤثر أيضًا على شكل النتوءات.
لكن المسألة ليست محسومة بعد؛ فقد تكون طريقة التجميد تشوه شكل المحورات بطريقة ما.
“من الممكن أن التقنية لم تصل بعد لرؤية الأشياء بشكل صحيح”، وفقاً لما قاله واتانابي.
“لكني أشعر بثقة فيما نلاحظه”.
يخطط واتانابي وزملاؤه لدراسة ما إذا كانت محركات الخرزة تتأثر بالنوم؛ وهو الوقت الذي يتغير فيه البيئة الميكانيكية داخل الدماغ.
كما أنهم متحمسون لدراسة الأشكال أكثر عن طريق النظر إلى الأعصاب داخل أدمغة حية (Sci News: 11/9/17).
Pullarkat سعيد برؤية البيانات سواء اتضح أنها شكل عام للمحور أو ظاهرة أكثر انتقائية.
“أحياناً ليس سهلاً تغيير حقيقة مثبتة والناس يترددون قليلاً.”
وفي حالة محركات الخرزة “هناك سبب جيد للاعتقاد بأنهم ربما اكتشفوا شيئاً حقيقياً.”
[تابعونا — لكن لا تأخذوا قلم ماركر لرسم صورة للمحور بعد الآن.]
