الكشف عن التفاعل المعقد بين جذع الدماغ والعقد القاعدية المتحكمة في الحركة

كشفت دراسة جديدة عن مجموعة رئيسية من الخلايا العصبية المسؤولة عن التحكم في الحركات من اليسار إلى اليمين، مما يوفر رؤى يمكن أن تفيد علاج مرض باركنسون. 

يسلط هذا الاكتشاف الضوء على التفاعل المعقد بين جذع الدماغ والعقد القاعدية في التحكم في الحركة.

حدد العلماء مجموعة من خلايا الدماغ لدى الفئران تسهل قدرتها على الدوران يميناً أو يساراً. ومن المحتمل أن يتم تطبيق هذه النتيجة في العلاجات المستقبلية لمرض باركنسون.

هل سبق لك أن تساءلت عما يحدث في الدماغ عندما نتحرك إلى اليمين أو اليسار؟ معظم الناس لا يفعلون ذلك؛ إنهم ببساطة يؤدون هذه الحركات تلقائيًا. ومع ذلك، فإن هذا الإجراء الذي يبدو واضحًا، تحكمه عملية معقدة.

في دراسة جديدة، اكتشف الباحثون القطعة المفقودة في الشبكة العصبية المعقدة اللازمة للانعطاف من اليسار إلى اليمين. وقد تم هذا الاكتشاف من قبل فريق بحثي يتكون من البروفيسور المساعد جاريد كريج، والبروفيسور أولي كين، وزملائهم من قسم علم الأعصاب بجامعة كوبنهاجن .

في عام 2020، حدد أولي كين وجاريد كريج وزملاؤهما “عجلة قيادة الدماغ” – وهي شبكة من الخلايا العصبية في الجزء السفلي من جذع الدماغ التي تتحكم في الحركات اليمنى واليسرى عند المشي. ولكن في ذلك الوقت، لم يكن من الواضح لهم كيف يتم التحكم في هذه الدائرة اليمنى واليسرى من قبل أجزاء أخرى من الدماغ، مثل العقد القاعدية.

الاتصال بالعقد القاعدية

“لقد اكتشفنا الآن مجموعة جديدة من الخلايا العصبية في جذع الدماغ والتي تتلقى المعلومات مباشرة من العقد القاعدية وتتحكم في الدائرة اليمنى واليسرى”، يشرح أولي كين.

في النهاية، قد يكون هذا الاكتشاف قادرًا على مساعدة الأشخاص الذين يعانون من مرض باركنسون. وقد نشرت الدراسة في المجلة العلمية المرموقة Nature Neuroscience .

تقع العقد القاعدية في عمق الدماغ. لسنوات عديدة، كان من المعروف أنهم يلعبون دورًا رئيسيًا في التحكم في الحركات التطوعية.

منذ سنوات مضت، اكتشف العلماء أنه من خلال تحفيز العقد القاعدية، يمكنك التأثير على حركات اليد اليمنى واليسرى لدى الفئران. إنهم فقط لم يعرفوا كيف.

“عند المشي، سوف تقوم بتقصير طول خطوة الساق اليمنى قبل الانعطاف إلى اليمين والساق اليسرى قبل الانعطاف إلى اليسار. وتقع شبكة الخلايا العصبية المكتشفة حديثًا في جزء من جذع الدماغ يعرف باسم PnO. يشرح جاريد كريج: “إنها هي التي تتلقى إشارات من العقد القاعدية وتضبط طول الخطوة أثناء الدوران، وبالتالي تحدد ما إذا كنا نتحرك إلى اليمين أو اليسار”.

وبالتالي، توفر الدراسة مفتاحًا لفهم كيفية إنتاج الدماغ لهذه الحركات الأساسية.

وفي الدراسة الجديدة، قام الباحثون بدراسة دماغ الفئران، حيث أن جذع دماغها يشبه إلى حد كبير جذع الدماغ البشري. ولذلك، يتوقع الباحثون العثور على دائرة مماثلة لليمين واليسار في الدماغ البشري.

يواجه الأشخاص المصابون بمرض باركنسون صعوبات في الدوران يمينًا ويسارًا

يحدث مرض باركنسون بسبب نقص الدوبامين في الدماغ. وهذا يؤثر على العقد القاعدية، ويعتقد الباحثون المسؤولون عن الدراسة الجديدة أن هذا يؤدي إلى الفشل في تنشيط الدائرة اليمنى واليسرى لجذع الدماغ.

ومن المنطقي عندما تنظر إلى الأعراض التي يعاني منها الأشخاص المصابون بمرض باركنسون في مرحلة متأخرة من المرض – أنهم غالبًا ما يواجهون صعوبات في الدوران عند المشي.

وفي الدراسة الجديدة، درس الباحثون هذا الأمر على الفئران التي لديها أعراض تشبه أعراض الأشخاص المصابين بمرض باركنسون. لقد صنعوا ما يسمى بنموذج باركنسون، حيث قاموا بإزالة الدوبامين من دماغ الفئران وبالتالي أعطوها أعراضًا حركية مشابهة لتلك التي يعاني منها الأشخاص الذين يعانون من مرض باركنسون

يقول جاريد كريج: “واجهت هذه الفئران صعوبات في الدوران، ولكن من خلال تحفيز الخلايا العصبية PnO تمكنا من تخفيف صعوبات الدوران”.

باستخدام التحفيز العميق للدماغ، قد يتمكن العلماء في النهاية من تطوير تحفيز مماثل للبشر. ومع ذلك، في الوقت الحاضر، فإنهم غير قادرين على تحفيز خلايا الدماغ البشرية بدقة كما هو الحال في نماذج الفئران، حيث استخدموا تقنيات علم البصريات الوراثي المتقدمة.

“الخلايا العصبية في جذع الدماغ في حالة من الفوضى، والتحفيز الكهربائي، وهو نوع التحفيز المستخدم في التحفيز العميق للدماغ البشري، لا يمكنه تمييز الخلايا عن بعضها البعض. ومع ذلك، فإن معرفتنا بالدماغ تنمو باستمرار، وفي نهاية المطاف، قد نكون قادرين على البدء في التفكير في التحفيز العميق للدماغ لدى البشر،” كما يخلص أولي كين.

المرجع: “مسار العقد القاعدية – الحبل الشوكي الذي يأمر بعدم تناسق المشية الحركية في الفئران” بقلم جاريد إم كريج، وسيمرانديب ك. سيدو، وروبرتو ليراس، وأولي كين، 12 فبراير 2024، Nature Neuroscience .