المترجم: عدنان أحمد الحاجي

أكبر خريطة دماغية على الإطلاق تضم تفاصيل لعدد هائل من الخلايا العصبية ونشاطها

وضع باحثون أكبر خارطة وأكثرها تفصيلًا لشبكة معقدة لخلايا دماغ حيوان ثديّ حتى يومنا هذا (1)، وذلك بتتبع خلايا في ملليمتر مكعب من أنسجة دماغ فأر. في إنجاز تاريخي، تفصل هذه الخريطة أيضًا لنشاط الخلية العصبية على نطاق واسع (2).

تحتوي الخريطة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة على أكثر من 200 ألف خلية دماغية، حوالي 82 ألف منها خلايا عصبية. ويشمل أيضًا أكثر من 500 مليون نقطة اتصال عصبية تسمى المشابك العصبية وأكثر من 4 كيلومترات من شبكة معقدة من الخلايا العصبية المتصلة ببعضها بمشابك عصبية (اتصالية عصبية) تسمح بالتواصل داخل الدماغ وتسهل مختلف الوظائف الإدراكية والحركية (3)]، وكلها موجودة في كتلة صغيرة من أنسجة في منطقة دماغية معنية بالبصر.

خريطة الدماغ الوحيدة لمقياس مماثل هي لقطعة بحجم ملليمتر مكعب من دماغ إنسان (4)، والتي شملت 16 ألف خلية عصبية و 150 مليون مشبك عصبي. سجلت هذه الخريطة الجديدة أيضًا نشاط عشرات الآلاف إشارات إصدار فعل جهد لخلايا عصبية ولتفاعل هذه الخلايا مع بعضها بعض لمعالجة المعلومات البصرية.

تمثل خريطة نشاط الدماغ هذه، إلى جانب الشبكة العصبية المعقدة، علامة فارقة في كونيكتوم (5)، وهو حقل يهدف إلى معرفة كيف تعالج الأدمغة المعلومات وتنظمها. وراء هذه الجهود البحثية الهائلة، يعمل أكثر من 150 باحثًا في مشروع تعلم الآلة (6) من شبكات القشرية الدماغية (MICrONS)، الذين فصلوا بحثهم في حزمة من ثمان أوراق (7) نشرت في 9 أبريل 2025 في مجلة Nsture ومجلة  Nature Methods. أتاح مشروع MICrONS موارده العلمية لمجتمع علم الأعصاب على الإنترنت (8)، وتعمل فرق بحثية أخرى بالفعل على دراسات مختلفة.

لعمل خريطة رائدة، سجل الباحثون أولاً إصدارات فعل جهد firing من  ما يقرب من 7 ألف خلية عصبية في القشرة البصرية لفأر حيث شاهد الفأر مقاطع فيديو مختلفة، بما فيها مقاطع من فيلم ذا ميتركس Matrix (فيلم أكشين وخيال علمي (9)]، لمدة ساعتين. ثم قاموا بقطع شريحة بحجم  ملليمتر مكعب من أنسجة دماغ الفأر إلى آلاف الشرائح، عرض كل شريحة منها حوالي واحد على أربع مائة من عرض شعرة رأس إنسان.

قام الباحثون بتصوير كل شريحة ثم جمعوا تلك الصور في خريطة ثلاثية الأبعاد. أخيرًا، استخدموا خوارزميات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لتدوين تعريفات على هذه الخلايا العصبية وتغصناتها (10) ومشابكها العصبية (11). قام الفريق أيضًا بمطابقة الخلايا العصبية في الخريطة مع تسجيلات نشاط الخلية في الدماغ.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

1- https://www.nature.com/articles/d41586-020-02947-5

2- https://www.nature.com/articles/d41586-024-01096-3

3- https://www.studysmarter.co.uk/explanations/medicine/neuroscience/brain-wiring/

4- https://www.nature.com/articles/d41586-024-01387-9

5- https://ar.wikipedia.org/wiki/كونيكتوم

6- https://aws.amazon.com/ar/what-is/machine-learning/

7- https://www.nature.com/articles/d41586-025-01088-x

8- http://https://www.microns-explorer.org

9- https://ar.wikipedia.org/wiki/ذا_ماتريكس_(فيلم)

10- https://ar.wikipedia.org/wiki/زائدة_شجرية

11- http://https://ar.wikipedia.org/wiki/مشبك_عصبي

المصدر الرئيس

https://www.scientificamerican.com/article/biggest-brain-map-ever-shows-mouse-neurons-in-stunning-detail/