دانشمندان برای اولین بار سیگنال‌های پنهان مغز را شنود کردند

روش‌های طبیعت: ثبت سیگنال‌های عصبی در مغز زنده

به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان علوم اعصاب پروتئینی را توسعه داده‌اند که برای اولین بار به آنها اجازه می‌دهد نه سیگنال‌های خروجی، بلکه سیگنال‌های ورودی سلول‌های عصبی - ضعیف‌ترین "پیام‌های" شیمیایی که نورون‌ها از طریق آنها اطلاعات را تبادل می‌کنند - را ثبت کنند. این شامل آزادسازی گلوتامات، یک انتقال‌دهنده عصبی کلیدی درگیر در حافظه، یادگیری و احساسات است. این مطالعه در مجله Nature Methods منتشر شده است.

محققان یک حسگر مولکولی نسل بعدی - پروتئین iGluSnFR۴ - ایجاد کرده‌اند که می‌تواند حداقل غلظت گلوتامات را در سیناپس‌ها در زمان واقعی تشخیص دهد.

تاکنون، علوم اعصاب در درجه اول فقط "خروجی" نورون‌ها - تکانه‌های الکتریکی که سلول‌ها به مدار ارسال می‌کنند - را اندازه‌گیری کرده است. با این حال، اینکه یک نورون چگونه تصمیم می‌گیرد که شلیک کند یا نه، توسط هزاران سیگنال ورودی از سلول‌های دیگر تعیین می‌شود. این سیگنال‌ها شیمیایی، بسیار سریع و ضعیف هستند و مشاهده مستقیم آنها در بافت زنده مغز عملاً غیرممکن است.

کاسپار پودگورسکی، محقق موسسه آلن و یکی از نویسندگان این مطالعه، توضیح داد: «ما می‌توانستیم ببینیم که نورون‌ها چه کاری انجام می‌دهند، اما درک کمی از ورودی‌هایی که دریافت می‌کردند، داشتیم. اکنون می‌توانیم ترتیب و ترکیب سیگنال‌هایی را که منجر به فعال شدن نورون‌ها می‌شوند، بازسازی کنیم.»

گلوتامات انتقال‌دهنده عصبی تحریکی اصلی مغز است و اختلال در انتقال آن با بیماری آلزایمر، صرع، اسکیزوفرنی، اوتیسم و تعدادی دیگر از اختلالات عصبی و روانی مرتبط است. این حسگر جدید امکان مشاهده مستقیم سیناپس‌های منفرد و شناسایی الگو‌های سیگنال ورودی خاص که زیربنای فعالیت شبکه عصبی طبیعی و پاتولوژیک هستند را فراهم می‌کند.

نویسندگان تأکید می‌کنند که iGluSnFR۴ کاربرد‌های عملی نیز دارد. می‌توان از آن برای آزمایش چگونگی تأثیر دارو‌های آزمایشی بر فرآیند‌های سیناپسی واقعی به جای فعالیت الکتریکی عمومی در مغز استفاده کرد. این امر می‌تواند توسعه دارو‌های دقیق‌تر با عوارض جانبی کمتر را تسریع کند.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری