حيرت العلماء لعقود.. حل لغز “النقاط الساخنة” في الدماغ

تمكن علماء من فك لغز “النقاط الساخنة” الغامضة الموجودة على سطح خلايا الدماغ، والتي كان وجودها يشكل محورا محيرا للعلماء على مدار عقود مضت.

وكان الدور الذي تلعبه مجموعات معينة من البروتينات الموجودة على سطح خلايا الدماغ، وبالتحديد على الجزء الذي يلعب دورًا رئيسيًا في التعلم والذاكرة، محيرًا للعلماء، لكن هذا اللغز البيولوجي تم حله أخيرًا، وفق ما ذكر موقع “سيانس أليرت”.
وكان معروفًا أن تعطيل هذه النقاط يمكن أن يؤدي إلى اضطرابات عصبية شديدة، لكن لم يتضح سبب ذلك، إلى أن وجدت دراسة جديدة إلى أن المجموعات هي “نقاط ساخنة” لإشارات الكالسيوم، وهي حيوية في تنشيط التعبير الجيني.
وتبدو بروتينات النقاط الساخنة عبارة عن قنوات أيونية كبيرة بشكل غير عادي، وهي بوابات تسمح للذرات المشحونة بدخول الخلية.
وتعد تبادلات هذه الأيونات إحدى الطرق الرئيسية التي تتواصل بها الخلايا، مثل الخلايا العصبية مع بعضها البعض، حيث يتم تمرير إشارة مثل اللمسة، أو أنماط التفكير، من مجموعة من الخلايا إلى أخرى حتى نتمكن من معالجتها بوعي.
ويقول عالم الفسيولوجيا جيمس تريمر، من جامعة كاليفورنيا: “لقد عرفنا وظيفة الأنواع الأخرى من مجموعات القنوات الأيونية، على سبيل المثال، تلك الموجودة في نقاط الاشتباك العصبي، لفترة طويلة”.
وأضاف: “ومع ذلك، لم يكن هناك دور معروف تلعبه هذه الهياكل الأكبر بكثير على جسم الخلية في فسيولوجيا الخلايا العصبية”.
واكتشف تريمر وزملاؤه بالفعل قنوات متعددة من خلال مجموعات البروتين هذه، بعضها يسمح فقط لأيونات البوتاسيوم من خلال غشاء الخلية، في حين أن البعض الآخر مخصص فقط لأيونات الكالسيوم.
ومن خلال التجارب التي أجريت على الخلايا العصبية للقوارض، قام الفريق بفك اقتران قنوات البوتاسيوم والكالسيوم، والتي تحتوي على أجزاء بروتينية ترتبط ببعضها البعض.
وأثبت العلماء أن هذا الاقتران يكسر الرابط بين إشارات الخلايا العصبية الكهربائية والتعبير الجيني، وهي عملية حاسمة في الدماغ، حيث تعمل بشكل صحيح يسمى “اقتران النسخ والإثارة”.
ويقول تريمر: “هناك الكثير من قنوات الكالسيوم المختلفة، لكن النوع المعين من قنوات الكالسيوم الموجود في هذه المجموعات ضروري لتحويل التغييرات في النشاط الكهربائي إلى تغييرات في التعبير الجيني”.
وأضاف: “وجدنا أنه إذا تداخلت مع بروتينات إشارات الكالسيوم الموجودة في هذه المجموعات غير العادية، فإنك تقضي أساسًا على اقتران النسخ الإثارة، وهو أمر بالغ الأهمية للتعلم والذاكرة”.
ويقوم العلماء باستمرار باكتشافات جديدة بشأن كيفية عمل الدماغ، ويمكن أن تساعد كل نظرة ثاقبة إضافية حول هذا العضو الأكثر تعقيدًا وتطورًا، في إصلاح المشكلات المتعلقة بعمله، ومن ثم منع حدوثها في المقام الأول.