علماء يطورون نموذجًا ثلاثي الأبعاد يحاكي وظائف أنسجة المخ

استطاع باحثون أمريكيون تطوير أول نموذج ثلاثي الأبعاد قادر على محاكاة وظائف أنسجة المخ البيضاء والرمادية والعمليات الكيميائية والعصبية فيها، ما يمنح فرصا جديدة لدراسة كيفية عمل الدماغ وعلاج أمراض مثل الزهايمر وحالات التلف في أنسجة الدماغ الناتجة عن الصدمات.
ويظهر هذا النموذج، الذي يعيد إنتاج بنية معقدة للقشرة المخية، تفاعلات حيوية كيميائية وكهربائية فيزيولوجية، وبإمكانه العمل في داخل المختبر على مدى أشهر، بحسب هؤلاء الأخصائيين في الهندسة الحيوية الذين نشرت نتائج دراستهم في تقارير الأكاديمية الأمريكية للعلوم في عددها للفترة بين 11 و15 أغسطس الجاري ، وأوردها راديو /سوا/ الأمريكي.
ولا يزال دماغ الإنسان أحد أكثر الأعضاء التي يكتنفها الغموض بسبب التعقيد الكبير في طريقة عمله والصعوبات في تحليل وظائفه لدى الأشخاص الأحياء، وفق ما أكد هؤلاء العلماء في جامعة تافتس /Tufts/ بولاية ماساتشوستس شمال شرقي الولايات المتحدة.
وأشار ديفيد كابلان رئيس قسم الهندسة الحيوية الطبية في جامعة /تافتس/ والمشرف الرئيسي على الدراسة الممولة من المعاهد الأمريكية للصحة (NIH) إلى أن ثمة فرصا ضئيلة لدراسة وظائف الدماغ الحي، وبالتالي هذا حقل أبحاث يجب إيجاد خيارات جديدة فيه لفهم ومعالجة طيف واسع من الاضطرابات العصبية.
وعوضا عن محاولة إعادة إنتاج كامل المسارات في الدماغ، أنجز هؤلاء الباحثون نموذجا قياسيا يعيد إنتاج الخاصيات الأكثر ضرورية للوظائف الفيزيولوجية لأنسجة المخ.
وكل واحدة من هذه الوحدات تمزج بين مادتين تحملان خاصيات مختلفة، والأمر يتعلق ببنية مسامية أكثر صلابة مكونة من بروتينات الحرير يمكن أن تتركز عليها الخلايا العصبية العائدة للقشرة المخية المتأتية من أدمغة /الجرذان/، إضافة إلى نسيج غشائي من /الكولاجين/ يمكن أن تدخل إليها إمدادات للخلايا العصبية للاتصال بين بعضها على هيئة ثلاثية الأبعاد.
وقد تم تجميع هذه الوحدات كافة في دوائر متحدة المركز بطريقة تتيح لها محاكاة طبقات القشرة المخية الحديثة.
ولفتت /مين تانغ شومر/، الباحثة في الجامعة، إلى أن هذا النسيج حافظ على قدراته في المختبر لتسعة أسابيع على الأقل أي لوقت أطول بكثير مقارنة مع زراعة الخلايا الدماغية في الكولاجين وحده، مشيرة إلى أن النسيج الغشائي الأكثر سماكة يسمح بإيجاد شبكة من الاتصالات العصبية الضرورية لعمل الدماغ.
ومع هذا النموذج، تمكن الباحثون من تحليل الآثار المتعددة للاضطرابات الدماغية وبينها الأضرار على المستوى الخلوي والنشاط على مستوى الفيزيولوجيا الكهربية، بالإضافة إلى التغييرات العصبية الكيميائية الناجمة عن الإصابات.