AMH  : متابعات

ابتكر علماء الاعصاب طريقة جديدة لفحص الدماغ البشري باستخدام نيوروبكسلز في الاعدادات السريرية لفهم وظائف الدماغ بشكل افضل بعد ان كان يستخدم حتى الان مجموعة متنوعة من الاساليب لتسجيل النشاط الكهربائي لخلايا الدماغ. تقليديا, كانت هذه الطرق اما قادرة على تسجيل نشاط عدد قليل من الخلايا العصبية الفردية في وقت واحد او مراقبة التغيرات في النشاط المجمع لآلاف الخلايا العصبية بمرور الوقت. اذا اراد الباحثون اخذ عينات من مجموعة كبيرة من الخلايا في منطقة واحدة في وقت واحد, لذا كان عليهم استخدام طريقتين مختلفتين او اكثر حسب موقع ميدكال اكبرس.

في عام 2017 قدم فريق بقيادة تيم هاريس في HHMI Janelia Research Campus  فكرة مصطلح نيوروبكسلز Neuropixels,  وهي تقنية رائدة بمكنها في وقت واحد تسجيل النشاط العصبي لمئات الى الالاف من الخلايا العصبية الفردية والتغيرات المستمرة في المناطق البؤرية للدماغ. هذه التكنولوجيا القوية التي تم تصميمها وتصنيعها لاحقا بواسطة  IMEC, تجلب الان ابتكارات هائلة في مجال علم الاعصاب.

ووفق ميدكال اكسبرس باحثون في مستشفى ماساتشوستش العام وكلية الطب بجامعة هارفاد والمعاهد الطبية الاخرى في الولايات المتحدة اجروا مؤخرا جراسة مؤخرا تهدف الى فحص بعض التحديات التي قد تمنع تطبيق نيوروبكسلز Neuropixels  على نطاق واسع في البيئات السريرية والتغلب عليها.

يقدم بحثهم الذي نشر في مجلة nature neuroscience  بروتوكلات وتقنيات جديدة يمكن للاطباء وعلماء الاعصاب استخدامها لتجسيل اكثر من 200 وحدة فشرية مفردة معزولة جيدا في منطقة بؤرية لدى البشر الذين يخضعون لاجراءات جراحة الاعصاب.

يشير الباحثون ان "توفر تقنية Neuropixels" فيلمًا "ديناميكيًا قويًا وعالي الدقة للديناميكيات الكهربائية المستمرة للنشاط العصبي والتي لم نتمكن من الوصول إليها في السابق ، كما قال أنجليك بولك ، أحد الباحثين الذين أجروا الدراسة ، لـ Medical Xpress. "كان الهدف من دراستنا هو تفصيل العقبات التقنية في إدخال هذا الجهاز إلى غرفة العمليات البشرية لتسجيل النشاط العصبي في دماغ الإنسان السليم باستخدام مسبار Neuropixels."

بالإضافة إلى تحديد بعض الصعوبات التقنية التي تمنع استخدام Neuropixels داخل غرف العمليات البشرية ، أرادت Paulk وزملاؤها وضع مخطط يمكن للأطباء والباحثين في علم الأعصاب اتباعه للتغلب على هذه الصعوبات. تم أيضًا مشاركة التقنيات والبروتوكولات الموصوفة في ورقتهم على DRYAD ، وهو مستودع عام مشهور للمعلمين والباحثين. ضم الفريق الذي أجرى الدراسة أطباء ممارسين وعلماء أعصاب. بالتعاون ، تمكن الباحثون من ابتكار بروتوكولين لتسجيل النشاط في الدماغ البشري باستخدام مسبار نيوروبكسلز. ثم قاموا باختبار هذه البروتوكولات على موافقة المرضى الذين يخضعون لإجراءات جراحة الأعصاب.

 حسب الموقع "يتطلب تنفيذ مسبار Neuropixels واستخدامه في غرفة العمليات أن نستخدم مسبارًا أكثر سمكًا تم تطويره حديثًا من إنتاج IMEC (الشركة التي تنتج Neuropixels) ، وأن ننشئ أنابيب تعقيم معتمدة ونحافظ على ممارسات المعالجة المعقمة ، وأن نتغلب على البيئة الصاخبة كهربائياً للغاية في غرفة العمليات من خلال الرجوع الدقيق للأجهزة "، أوضح بولك. "بعد الموافقة المستنيرة من قبل المشاركين ، وجدنا أن النتيجة كانت مذهلة في أنه ، في حالة واحدة ، تمكنا من تسجيل 202 خلية عصبية يمكن التعرف عليها بشكل فردي في القشرة المخية البشرية باستخدام مسبار Neuropixels واحد."

النتائج التي حققها بولك وزملاؤها عند اتباع بروتوكولاتهم واعدة للغاية ، حيث أن التقنيات الموجودة الأخرى لجمع تسجيلات خلية واحدة باستخدام أقطاب كهربائية لا تسمح إلا للباحثين بتسجيل ما يصل إلى 100 خلية في المرة الواحدة ، باستخدام 96 قطبًا كهربائيًا والتقاط النشاط عند أقل بكثير. الدقة المكاني. هذا ما يقرب من نصف الخلايا التي سجلوها باستخدام Neuropixels.

قالت بولك: "نأمل أن تمهد ورقتنا الشفافة التي تتضمن دروسًا مستفادة الطريق نحو حقبة جديدة مثيرة لفهم الإدراك وعلم الأعصاب الأساسي للدماغ البشري والأمراض العصبية والنفسية لتحسين ممارسات الرعاية السريرية". "يتمثل أحد التحديات الرئيسية في علم الأعصاب البشري في أننا لا نمتلك دائمًا المعلومات الآلية لما تساهم به خلايا الدماغ في وظائف أو أمراض مختلفة. تقدم Neuropixels طريقة لتحديد الخلايا وأنواعها الفرعية بشكل فردي من خلال أخذ عينات عالية الدقة لم نتمكن ببساطة من الوصول إليها في الماضي ".

في المستقبل ، يمكن للبروتوكولات الجديدة التي قدمتها Paulk وزملاؤها تسهيل استخدام تقنية Neuropixels في الإعدادات السريرية ، مما يتيح جمع تسجيلات عصبية أكثر تفصيلاً وموثوقية. بالإضافة إلى ذلك ، يأمل الباحثون أن يلهم عملهم مبادرات جديدة في مجال العلوم المفتوحة والبيانات المفتوحة التي تهدف إلى زيادة تطوير فهمنا الحالي للدماغ.

المصدر: ميدكال اكسبرس MEDICAL EXPRESS