التواصل الكهربائي بين الخلايا العصبية البشرية: اكتشاف يهز نظرية العلوم العصبية التقليدية

التواصل الكهربائي بين الخلايا العصبية البشرية: اكتشاف يهز نظرية العلوم العصبية التقليدية. اكتشاف جديد في العلوم العصبية يظهر أن الخلايا العصبية البشرية يمكنها التواصل مع بعضها البعض من خلال مجال كهربائي ينتج عن نشاط الخلايا العصبية، دون الحاجة إلى اتصال كيميائي أو كهربائي. هذا الظاهرة المعروفة باسم التكامل الكهربائي يهز فهمنا التقليدى للطريقة التي يعالج بها الدماغ المعلومات ويفتح آفاقًا جديدة في علاج الأمراض العصبية مثل الاضطرابات epilepsi ومرض باركنسون.. مقدمة: الثورة الصامتة في العلوم العصبية لغاية أكثر من قرن، كانت النظريات الرئيسية في العلوم العصبية تعتبر أن التواصل بين الخلايا العصبية يحدث فقط من خلال اتصال خاص يسمى synapse، وهو اتصال ينتج عن إرسال إشارات كيميائية أو كهربائية من خلية إلى خلية أخرى. ومع ذلك، فإن اكتشاف حديث نشر في مجلة Nature Reviews Neuroscience 2023 من قبل فريق من الباحثين في جامعة كيس ويسترن ريزيرف وجامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، قد أثار صدمة في مجال العلوم. وجدوا أن الدماغ البشري لديه آلية تواصل بديلة تسمى التكامل الكهربائي، وهي تفاعل مباشر بين المجال الكهربائي الذي ينتج عن نشاط الخلايا العصبية دون الحاجة إلى اتصال فيزيائي. هذا الاكتشاف لا يهز نظرية أساسية العلوم العصبية فقط، sondern أيضاً يفتح آفاقًا جديدة في فهمنا للوعي والذاكرة والمرض العصبي. طريقة البحث: اكتشاف المجال الكهربائي المخفي استخدم الباحثون تقنية التصوير البصري عالية السرعة ومصفوفة الميكروإلكترود لتصوير نشاط الكهربائي في نخاع العصبية الفئران والخلايا العصبية البشرية التي تم الحصول عليها من خلال جراحة epilepsi. وتركز الدراسة على طبقة القشرة الدماغية، خاصة في المناطق التي تشارك في معالجة الحواس. وباستخدام نموذج رياضي معقد، تمكن الفريق من فصل الإشارات synaptik من الإشارات الكهربائية. وأظهرت النتائج أن عندما تكون مجموعة من الخلايا العصبية نشطة بشكل متزامن، المجال الكهربائي الناتج يكون قويًا بما يكفي للاستجابة لخلايا الجوار في مسافة بضع ميكرومتر، حتى بدون اتصال بينهم. وتم تأكيد هذه النتائج من خلال تجارب حيث تم حجب الإشارات synaptik بشكل كيميائي، ولكن التواصل بين الخلايا العصبية ما زال مستمرًا من خلال المجال الكهربائي. آلية الكيميائية: كيف يغير المجال الكهربائي التوتر الجزيئي يعمل التكامل الكهربائي على أساس مبادئ فيزيائية أساسية: كل خلية عصبية نشطة تنتج مجال كهربائي حولها. هذا المجال، على الرغم من ضعفه، يمكن أن يغير التوتر الجزيئي لخلايا الجوار من خلال التأثير على توزيع الأيونات خارج الخلية. عندما تكون العديد من الخلايا العصبية نشطة في نفس الوقت، المجال الكهربائي يتراكم ويصبح قويًا بما يكفي لتشغيل أو منع التأثير في خلايا أخرى. وهذا يعني أن الدماغ لديه "شبكة كهربائية" تعمل جنبًا إلى جنب مع الشبكة synaptik. وجد الباحثون أن التكامل الكهربائي أكثر وضوحًا في الحالات التي يكون فيها الخلايا العصبية في حالة "الاستعداد