.jpeg)
يستكشف باحثون في جامعة روتشستر قدرة الخلايا العصبية على نقل الضوء عبر محاورها العصبية. إذا تأكد ذلك، فقد يُعيد تشكيل فهمنا لوظائف الدماغ ويفتح آفاقًا جديدة لعلاج الأمراض العصبية.
يبحث باحثون في مجال البصريات وعلم الدماغ والإدراك في قدرة الخلايا العصبية على نقل الضوء بطريقة تُشبه قنوات الاتصال عبر الألياف البصرية.
من المعروف أن الخلايا العصبية، وهي خلايا متخصصة في الدماغ والحبل الشوكي تُشكل الجهاز العصبي المركزي، تتواصل عبر نبضات كهربائية. لكن العلماء وجدوا دلائل على أن الخلايا العصبية قد تنقل الضوء أيضًا، وهو اكتشاف قد يُعيد تشكيل فهمنا لكيفية عمل الجهاز العصبي بشكل كبير.
أطلق باحثون في جامعة روتشستر دراسةً رائدةً لبحث قدرة الخلايا العصبية الحية على نقل الضوء عبر محاورها العصبية، وهي امتدادات طويلة تشبه الألياف البصرية. يدعم هذا المشروع منحةٌ بقيمة 1.5 مليون دولار أمريكي لمدة ثلاث سنوات من مؤسسة جون تمبلتون.
البحث عن أدلة على وجود الضوء في الدماغ
يقول الباحث الرئيسي، بابلو بوستيجو، الأستاذ في معهد روتشستر للبصريات: "هناك أوراق علمية تُشير إلى إمكانية حدوث نقل الضوء في محاور الخلايا العصبية، ولكن لا توجد أدلة تجريبية واضحة حتى الآن". ويضيف: "لقد أظهر العلماء وجود انبعاث فوتوني فائق الضعف في الدماغ، ولكن لا أحد يفهم سبب وجود الضوء هناك".
إذا كان للضوء دور، وتمكن العلماء من فهم سببه، فقد يكون له آثار كبيرة على العلاج الطبي لأمراض الدماغ، ويُحدث تغييرًا جذريًا في طريقة علاج الأطباء للدماغ. لكن قياس النقل الضوئي بين الخلايا العصبية لن يكون بالمهمة السهلة.
تحدٍّ تقني
يقول بوستيجو: "يبلغ عرض محور الخلية العصبية أقل من ميكرونين، لذلك إذا أردنا قياس الخصائص البصرية، فيجب استخدام تقنيات النانوفوتونية". "إذا كان هناك انتقال للضوء، فقد يحدث ذلك بكميات ضئيلة جدًا من الضوء، حتى مع فوتون واحد في كل مرة".
سيقوم بوستيجو، الخبير في الفوتونات النانوية، بتصميم مجسات قادرة على التفاعل بصريًا مع الخلايا العصبية الحية. ويتعاون مع ميشيل تيلياس، الأستاذ المساعد في طب العيون وعلم الأعصاب وعضو مركز العلوم البصرية، والمتخصص في قياس الخصائص الكهربائية للخلايا العصبية وجهودها الحركية. باستخدام المجسات النانوية الفوتونية، سيحقن الباحثون الضوء في محور الخلية العصبية ويرصدون الفوتونات الصادرة. إذا كان محور الخلية العصبية قادرًا على نقل الضوء، فسيقيسون أطوال موجات الضوء وشدته.
المصدر: