کشف یک نوع جدید از ارتباطات عصبی

دانشمندان معتقدند که یک فرم ناشناخته از ارتباطات عصبی را شناسایی کردند که خود را در سرتاسر بافت مغز گسترش می‌دهد و می‌تواند به‌طور بی‌سیم از نورون‌های یک بخش از بافت مغز به بخش دیگر انتشار یابد (حتی اگر آن بخش ازطریق جراحی جدا شده باشد).

این کشف بینش‌های بنیادی را درباره‌ی روشی پیشنهاد می‌دهد که نورون‌ها ممکن است ازطریق یک فرایند اسرار آمیز با یکدیگر ارتباط برقرار کنند که به ساز و کارهایی که به‌طور معمول درک شده‌اند، مانند انتقال سیناپسی، انتقال آکسون و اتصالات نقطه شکاف ربطی ندارد،. دومنیک دوراند، مهندس زیست‌پزشکی و عصب‌شناسی از دانشگاه کیس وسترن رزرو در این‌باره گفت:

ما هنوز کاربرد دقیق این کشف را نمی‌دانیم. اما می‌دانیم که این کشف یک نوع کاملاً جدید از ارتباطات درون مغز است، بنابراین ما خیلی درمورد آن هیجان‌زده هستیم.

قبل از کشف این نوع ارتباط، دانشمندان می‌دانستند که ارتباطات عصبی‌ای بیشتر از آنچه‌ که در بالا اشاره شد مانند انتقال سیناپسی که با جزییات مورد بررسی قرار گرفتند، وجود دارد. به‌عنوان مثال، دانشمندان برای چندین دهه می‌دانستند که مغز امواج آهسته‌ای از نوسانات عصبی را نشان می‌دهد که ما هدف آن‌را درک نمی‌کنیم، ولی وقتی ما در خواب هستیم در بخش کورتکس و هیپوکامپ مغز ظاهر می‌شوند. بنابراین فرض شده است که این نوسانات نقشی در تثبیت حافظه دارند.

کلایتون دیکسون، دانشمند علوم اعصاب در دانشگاه آلبرتا، که در این پژوهش دخیل نبود، در این‌باره گفت:

ارتباط کاربردی این ریتم شبکه‌ای آهسته ورودی - خروجی جداشده یک راز باقی می‌ماند. اما این موضوع در وهله‌ی اول احتمالاً با توضیح هر دو مکانیزم سلولی و درون سلولی که باعث رشد آن شده است، حل می‌شود.

به‌این‌منظور، دوراند و گروهش، فعالیت‌های آهسته دوره‌ای درون کشتگاهی را با مطالعه امواج مغز در تکه‌های هیپوکامپ گرفته شده از مغز یک موش، بررسی کردند.

دوراند گفت:

ما مدت زمان زیادی است که درباره‌ی این امواج می‌دانیم، اما هیچ‌کس کارکرد اصلی آن‌ها را نمی‌دانست و هیچ‌کس باور نداشت که آن‌ها می‌توانند به‌صورت خودبه‌خودی تکثیر شوند.من ۴۰ سال است که درباره‌ی هیپوکامپ که بخش کوچکی از مغز است مطالعه می‌کنم و هر روز بیشتر شگفت‌زده می‌شوم.

این فعالیت عصبی درواقع می‌تواند با اعمال میدان‌های الکتریکی ضعیف تنظیم، تقویت یا مسدود شود. همچنین می‌تواند فرم آنالوگ یک روش ارتباط سلولی دیگر به‌نام پیوند اِفَپتیک باشد.

کشف اصلی این گروه پژوهشی این بود که این میدان‌های الکتریکی می‌توانند نورون‌ها را زمانی‌ فعال کنند که دو قطعه‌ی جداشده مغز در فاصله فیزیکی نزدیک به‌یکدیگر باقی می‌مانند و ازطریق یک شکاف کامل در بافت مغزی جدا شده‌اند.

نویسندگان این مقاله در این‌باره توضیح دادند:

برای اطمینان از اینکه دو قطعه کاملاً جداشده باشند، دو قسمت بافت مغز در ابتدا کاملاً از یکدیگر جدا شدند و سپس مجدداً درحالی‌که شکاف بین آن‌ها در زیر میکروسکوپ جراحی مشاهده می‌شد، به‌هم پیوستند.فعالیت دوره‌ای هیپوکامپ آهسته درواقع می‌تواند یک رویداد را در طرف دیگر یک برش کامل از میان کل برش ایجاد کند.

اگر شما فکر می‌کنید که این موضوع عجیب به‌نظر می‌رسد، تنها نیستید. کمیته بررسی در ژورنال فیزیولوژی که مقاله حاصل از این پژوهش در آن به چاپ رسیده است، اصرار داشت که آزمایش‌ها قبل از پذیرش چاپ مقاله دوباره انجام شوند.

دوراند و همکارانش با این موضوع موافقت کردند، ولی باتوجه‌به عجیب بودن مشاهدات گزارش‌شده توسط آن‌ها، همه‌چیز با احتیاط بیشتری در نظر گرفته شد. دوراند در این‌باره گفت:

این کشف هم برای ما و هم برای همه دانشمندانی که تاکنون درباره‌ی این موضوع با آن‌ها صحبت کردیم، بسیار عجیب بوده است.اما هر آزمایشی که تاکنون انجام دادیم صحت این موضوع را تأیید کرده است.

کشف این موضوع که آیا این نوع از ارتباطات عصبی عجیب در مغز انسان نیز اتفاق می‌افتد، نیازمند انجام پژوهش‌های بیشتری است چه برسد به اینکه این نوع از ارتباطات دقیقاً چه‌کاری انجام می‌دهد. اما در حال حاضر، ما علم جدیدی داریم که همه‌ی زوایای آن شوک‌برانگیز است، همان‌طور که دیکسون با زیرکی مشاهده می کند. دیکسون در این‌باره نوشت:

در حالی‌که هنوز باید این موضوع کشف شود که آیا این یافته‌ها به ریتم‌های آهسته خودبه‌خودی که در بافت‌های هیپوکامپ و کورتیکال درحالت‌های خواب و شبه خواب اتفاق‌ می‌افتند، ربط دارد. آن‌ها احتمالاْ میدان را الکتریکی می‌کنند.