آیا مغز انسان قابلیت بازسازی خودش را دارد؟

راز بازسازی مغز

تصویری از مفهوم شبکه‌ی عصبی مغز

در یکی از مطالعات جدید مؤسسه‌ی ((علوم اعصاب)) هلند که موضوع آن، مباحثه‌‌ی دیرینه در مورد توانایی‌های بازسازی‌گری مغز است، یک نقشه‌ی راه برای حل نتایج متناقض نیز پیشنهاد شده است. مجموعه‌داده‌های منتشره‌ی پیشین، توسط پژوهشگران به‌طور انتقادی مورد بحث و تحلیل مجدد قرار گرفت و بر اهمیت گزارش‌دهی دقیق و بازتولیدپذیری آزمایش‌های ترنسکریپتومیکس (رونوشتامی) تک‌سلولی برای مشخص کردن پتانسیل واقعی بازسازی مغز، تأکید شده است.

آیا مغز از توانایی بازسازی خودش برخوردار است؟ آیا امکان بهره‌گیری از این ظرفیت بازسازی‌گر در شرایط افزایش سن یا در شرایط زوال اعصاب، وجود دارد؟ این پرسش‌ها از دیرباز به‌شدت در بین جامعه‌ی علوم اعصاب موردبحث بوده است. در یکی از مطالعات اخیر مؤسسه‌ی علوم اعصاب هلند، ضمن پرداختن به دلایل پیدایش نتایج متناقض، مسیری رو به جلو برای رفع این چالش‌ها ترسیم می‌شود.

بهره‌گیری از پتانسیل بازسازی‌گری مغز در بافت افزایش سن یا اختلالات نورولوژیکی (عصب‌شناختی)، یک جایگزین نویدبخش برای رویکردهای سنتی به نظر می‌رسد که می‌تواند باعث بهبود یا احیای کارکرد مغز شود، به‌ویژه اینکه در حال‌حاضر درمان‌های مؤثری برای بیماری‌های زوال اعصاب مانند آلزایمر وجود ندارد. مباحث پیرامون اینکه آیا مغز واقعاً توانایی بازسازی خود را دارد یا نه، از مسائلی بوده که سالیان سال مورد اختلاف بوده و در مطالعات اخیر نیز یافته‌های متناقضی تولید شده است. در یک مطالعه‌ی جدید، جورجیا توسونی و دیلارا آییلدیز که زیر نظر ایوجنیا سالتا در ((آزمایشگاه عصب‌زایی و زوال اعصاب)) فعالیت می‌کردند، داده‌های منتشره‌ی پیشین را با نگاه انتقادی بررسی و مورد ارزیابی مجدد قرار دادند. هدف ازین مطالعه، روشن‌سازی دلایل نبود؛ بلکه یک جواب قطعی برای این پرسش جذاب است.

در برخی مطالعات پیشین، سلول‌های تقسیم‌کننده (تفکیک‌کننده)، در مغز انسان پس از مرگ برچسب‌گذاری شدند. در این مطالعات مشخص شد که شکل‌گیری سلول‌های جدید در هیپوکامپ مغز ما در دوران بزرگسالی، امکان‌پذیر است. هیپوکامپ ساختاریست که نقش مهمی در یادگیری و حافظه ایفا می‌کند و بیماری آلزایمر نیز شدیداً بر آن اثرگذار است. با این‌حال، سایر مطالعات این نتایج را نقض می‌کنند و قادر به تشخیص تولید سلول‌های مغز در این ناحیه نبوده‌اند. این مشاهدات به‌ظاهر مخالف، هم ممکن است ناشی از متغیرهای مخدوشگر (مداخله‌گر) مفهومی باشند و هم متغیرهای مخدوشگر متدولوژیکی. بنابراین، مشخص ساختن میزان بازسازی در مغز انسان، هم‌چنان یکی از چالش‌ها است.

مشکلات در تشخیص بازسازی هیپوکامپی : مؤسسه‌ی علوم‌اعصاب هلند

فناوری‌های مدرن جدید

پیشرفت‌های اخیر در فناوری‌های ترنسکریپتومیکس تک‌سلولی، باعث شده است که در مورد انواع متفاوت سلول‌هایی که در مغز اهداکنندگان فوت شده با بیماری‌های مغزی متفاوت پیدا شده‌اند، بینش‌های ارزشمندی به دست آید. فناوری‌های ترنسکریپتومیک تک‌سلولی، تاکنون برای مشخص‌سازی جمعیت‌های سلولی نادر در مغز انسان استفاده می‌شدند. توالی‌یابی آران‌ای تک‌هسته‌ای، علاوه بر شناسایی انواع ویژه‌ی سلول‌ها، بررسی نمایه‌های ویژه‌ی بیان ژن را نیز امکان‌پذیر می‌سازد که کمک شایانی به رفع پیچیدگی سلول‌های هیپوکامپ می‌کند.

ابداع فناوری‌های ترنسکریپتومیک تک‌سلولی، در ابتدا به‌عنوان حلال تمام مشکلات و رفع مناقشه‌ی موجود در این حوزه، تصور می‌شد. با این‌حال، مطالعات اخیر در مورد توالی‌یابی تک‌سلولی آران‌ای در هیپوکامپ انسان، نتایج متناقضی به دست دادند. در دو مطالعه، سلول‌های بنیادی عصبی شناسایی شدند، اما در مطالعه‌ی سوم، هیچ‌گونه جمعیت عصب‌زا (نوروژنیکی)، تشخیص داده نشد. آیا این رویکردهای نوین نیز در حل مباحث، بر سر بودونبود بازسازی هیپوکامپی در انسان‌ها، ناموفق بوده‌اند؟ آیا ما در نهایت خواهیم توانست بر چالش‌های مفهومی و فنی غلبه کنیم و این دیدگاه‌ها و یافته‌های ظاهراً متضاد را همسو کنیم؟

مسائل فنی

در این مطالعه، پژوهشگران، مجموعه داده‌های ترنسکریپتومیک تک‌سلولی منتشرشده‌ی پیشین را مورد بحث انتقادی و تحلیل مجدد قرار دادند. آن‌ها پس از بررسی، هشدار دادند که برخی مسائل ممکن است باعث مخدوش شدن طراحی، تحلیل و تفسیر این مطالعات در هیپوکامپ انسان بزرگسال شود و بنابراین برای بزرگسالان، به اصلاحات مفهومی، متدولوژیکی (روش‌شناختی) و محاسباتی، نیاز است. پس از تحلیل مجموعه‌داده‌های منتشره‌ی پیشین، یک مجموعه چالش‌های خاص پیدا شد که توجه ویژه‌ای را می‌طلبند و با بحث باز در این حوزه، می‌توان تا حد زیادی به رفع آن‌ها کمک کرد.

جورجیا توسونی: ((ما مطالعات ترنسکریپتومیک تک‌سلولی منتشرشده‌ی پیشین را تحلیل کردیم و با انجام یک فراتحلیل، ارزیابی کردیم که آیا امکان شناسایی قابل‌اطمینان جمعیت‌های عصب‌زای بزرگسال، در بین‌گونه‌های متفاوت و به‌ویژه در هنگام مقایسه‌ی موش‌ها و انسان‌ها، وجود دارد یا نه. مشخص‌سازی فرآیند عصب‌زایی در موش‌های بزرگسال، به‌خوبی انجام شده است و نمایه‌های جمعیت‌های سلولی متفاوتِ دخیل در این فرآیند، معلوم هستند. این نمایه‌ها، در واقع امضاهای مولکولی و سلولی یکسان هستند که در این حوزه، به‌طور گسترده برای شناسایی سلول‌های عصب‌زا در مغز انسان نیز استفاده شده‌اند. با این‌حال، به‌خاطر چندین سازگاری فرگشتی (تکاملی)، ما انتظار تفاوت بین عصب‌زایی در موش‌ها و انسان‌ها را نیز داریم. ما نشانگرها، برای هر نوع سلول عصب‌زا را بررسی کردیم و میزان همپوشانی نشانگرهای این دو گونه را نگاه کردیم.))

((ما دریافتیم که همپوشانی بسیار کم یا عدم همپوشانی بین دو گونه وجود دارد که نشان می‌دهد، نشانگرهای استنباط‌شده از موش‌ها که مدت‌های طولانی مورداستفاده‌ی ما بود، ممکن است دیگر برای مغز انسان مناسب نباشند. هم‌چنین ما کشف کردیم که اینگونه مطالعات، به توان آماری کافی نیاز دارند. بالفرض که بازسازی سلول‌های عصبی، در مغز انسان بزرگسال اتفاق بیفتد، ما انتظار داریم که پدیده‌ی بسیار نادری باشد. بنابراین برای شناسایی این جمعیت‌های نادر و احتمالاً عصب‌زا، به توالی‌یابی تعداد کافی از سلول‌ها نیاز است. بازه‌ی بین مرگ اهداکننده و فرآوری پایین‌دستی، بازه‌ی زمانی مهمیست، چون کیفیت بافت و داده‌های حاصل، در گذر زمان افت می‌کنند.))

بازتولیدپذیری، نکته‌ای کلیدی است.

دیلارا آییلدیز: ((این فناوری‌های نوین، اگر به‌طور مناسب استفاده شوند، فرصتی یکتا برای ترسیم بازسازی هیپوکامپی در مغز انسان فراهم می‌کنند و می‌توان به کمک آن‌ها بررسی کرد که کدام انواع و حالات سلولی می‌توانند مطلوب ترین برای مداخلات درمانی در روند سالخوردگی، بیماری‌های زوال اعصاب و بیماری‌های عصبی روانی (نوروشیاتریک) باشند. با این‌حال، بازتولیدپذیری و سازگاری، نکته ای کلیدی هستند. در حین انجام تحلیل، ما دریافتیم که برخی جزئیات و پارامترهای به‌ظاهر کوچک اما بسیار مهم در فرآیند آزمایشگاهی و محاسباتی وجود دارند که می‌توانند اثر بزرگی بر نتایج و بنابراین بر تفسیر داده‌ها داشته باشند.))

((برای بازتولیدپذیر ساختن این آزمایشات ترنسکریپتومیکس تک‌سلولی و تحلیل آن‌ها، گزارش‌دهی دقیق ضروری است. پس از اینکه این مطالعات پیشین را با بکارگیری فرآیندها و ملاک‌های محاسباتی متداول، مجدداً تحلیل کردیم، متوجه شدیم که مجادله‌ی ظاهری فعلی در این حوزه، در واقعیت شاید گمراه‌کننده باشد. بنابراین ما بر اساس کار خودمان، فکر می‌کنیم که نقاط موردتوافق در این مجادله شاید بسیار بیشتر از آن چیزی باشد که قبلاً تصور می‌شد.))

پیام بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *