پژوهشگران علوم پزشکی برای انجام دادن تحقیقات بر روی مغز انسان تاکنون با یک چالش عمده مواجه بودند که یک مورد مهم آن این بود که چربی مانع دیده شدن بافت مغز می شد. اکنون دانشمندان دانشگاه استنفورد آمریکا توانسته اند با روشی نوین، چربی را از بافت مغز حذف کنند بدون این *که ساختار کلی مغز بر هم بخورد.
به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز به نقل از بی بی سی، دانشمندان در دانشگاه استنفورد روش جدیدی کشف کرده*اند که به کمک این روش می*توان چربی را از بافت مغز حذف کرد بدون این*که ساختار کلی مغز و پروتئین*های هر سلول به هم بخورد.
پژوهشگران با به کار بردن این شیوه می*توانند مغز را شفاف ببینند و مسیرهای عصبی آن را علامت*گذاری و تعقیب کنند.
بدین ترتیب می*توان مغز یک حیوان را بعد از مرگ به یک بافت شفاف تبدیل کرد که مسیرهای عصبی در آن به راحتی قابل علامت*گذاری و تعقیب هستند.
محققین که نتیجه کار خود را در نشریه نیچر منتشر کرده اند می گویند اینک برای اولین بار می*توان نحوه تماس سلولی و ارتباط نواحی مختلف مغزی را در سطح سلولی و کلان به صورت همزمان بررسی کرد.
این کشف راه را برای شناخت بهتر بیماری*های مغزی که بیشتر از یک ناحیه را در مغز نشانه می*روند، مثل اوتیسم، باز می*کند.
مشکلات در راه شناخت مغزمغز ما از واحدهای عملیاتی کوچکی به اسم نورون تشکیل شده و این نورون*ها در غالب یک شبکه بزرگ با هم مرتبط هستند.
اطلاعات در این شبکه به صورت سیگنال*های الکتریکی جابجا می*شود.
اگر بخواهیم یک مثال آشنا بزنیم می*توانیم کامپیوتری را در نظر بگیریم که از تعداد زیادی کلیدهای صفر و یک تشکیل شده و وضعیت باز و بسته بودن این کلیدها در قسمت*های مختلف مدار، باعث درهم*کنش اطلاعات می*شود.
حالا فرض کنیم یک نفر یک کامپوتر را به ما داده و ما بدون هیچ توضیحی بخواهیم بفهمیم این کامپیوتر چطور کار می*کند و اطلاعات چطور در این مدارها پردازش می*شوند.
با این تفاوت که مغز ما به جای یک واحد پردازش مرکزی (CPU) از تعداد خیلی بیشتری واحدهای پردازش اطلاعات درست شده که هر کدام به اندازه یک CPU پیچیده است و قسمت خاصی از اطلاعات را که ما لزوما نمی*دانیم چیست، پردازش می*کند.
شما ممکن است بتوانید هر واحد پردازش را به صورت مجزا در شرایط کنترل شده و تا حدودی بررسی کنید و با کنترل ورودی و ارزیابی خروجی حدس بزنید که مدار داخل آن احتمالا چه شکلی است (که البته این خودش کار بسیار دشواری است و بررسی عملکرد هر کدام از این واحدها خودش یک شاخه مجزای عصب*شناسی است).
ولی در نهایت خروجی رفتاری این سیستم، برایندی از برهم*کنش همه این واحدهاست.
به این معنی که مثلا اگر کامپیوتر شما هنگ کند معلوم نیست که اشکال از CPU است یا حافظه یا هر بخش دیگر. به همین دلیل برای درک بهتر از عملکرد مغز و رابطه قسمت*های مختلفش لازم است مغز را هم در سطح سلولی و هم در سطح شبکه*ای بررسی کنیم.
یعنی مثلا بدانیم در مسیر ناحیه A با B سلول شماره ١ در ناحیه A، چه اثری روی ناحیه B می*گذارد؟ طبیعتا جواب این سوال با بررسی مجزای A یا B به دست نمی*آید.
با روش های فعلی ما معمولا می*توانیم به صورت محدود رابطه دو یا سه ناحیه را به صورت همزمان بررسی کنیم.
مثلا ما برچسب*های بیولوژیکی داریم که هر کدام به یک پروتئین، و سلول خاص حاوی آن پروتئین، می*چسبند.
به همین دلیل می*توانیم سلولی را در یک مبدا علامت*گذاری کنیم و بعد دنبال مقصدش در جاهای دیگر مغز باشیم.
ولی مشکل اینجاست که ما برای اینکه مقصد را بشناسیم باید حدس اولیه*ای در مورد مقصد بزنیم و بعد آن نقطه خاص را بررسی کنیم و ببینیم آنجا اثری از برچسب ما هست یا نه.
دلیلش هم روشن است. هر کس یک بار کله*پاچه خورده باشد می*داند که ماده اصلی تشکیل*دهنده مغز، چربی است. حالا فرض کنید یک نخ وسط این مغز مخفی شده است.
تنها راه ما برای این*که بفهمیم این نخ از کجا شروع شده و به کجا رسیده، این است که مغز را از جاهای مختلف برش دهیم و ببینیم نخی در آن برش هست یا نه.
در واقع این کاری است که ما محققان مغز در حال حاضر می*کنیم. مگر این*که روشی پیدا شود که چربی مغز نامرئی شود تا ما بتوانیم مثل یک گوی کریستالی به این مغز نگاه کنیم.
البته گفتنش آسان است ولی انجامش بسیار دشوار و تا چند روز پیش غیرممکن بود. چون در حقیقت این چربی*ها مهمترین ماده نگه*دارنده دیواره نورون*ها هستند و با حل شدن چربی*ها کل این مغز از هم می*پاشد و دقیقا همین نکته کلیدی، چیزی است که دانشمندان دانشگاه استنفورد در این تحقیق به دست آورده*اند.
این پژوهشگران توانسته*اند هیدروژلی را به مغز یک موش تزریق کنند که داربستی درون مغز ایجاد می*کند که همه پروتئین*ها جز چربی به آن بچسبند. حالا وقتی چربی را از بافت مغز حذف می*کنیم، محتویات همه سلول*ها سر جای خود بافی است ولی چربی دیگر وجود ندارد که مانع دید ما شود.
به این ترتیب یک مغز شفاف ایجاد می*شود. نکته مهمتر این است که این هیدروژل مثل یک حامل عمل می*کند که می*توان مواد مختلف را در آن حل کرد یا از آن جدا کرد. به همین دلیل می*توان یک برچسب خاص رو به این هیدروژل اضافه کرد و به راحتی دید که سلول متناظر با این برچسب، در کجاها وجود دارد و از کجا به کجا می*رود.
این روش که شفافیت (Clarity) نام دارد، انقلابی در شناخت ما از مغز و بیماری*های آن ایجاد می*کند. حالا شما در یک بیماری خاص به کل شبکه*ای که در ایجاد آن بیماری نقش داشته دسترسی دارید و نه فقط منطقه*ای از مغز که حدس می*زدید در ایجاد این بیماری نقش دارد.
به این معنی که اگر یک بیماری به جای عارضه بارز در یک نقطه خاص، ناشی از اختلال ارتباط بین مراکز مختلف باشد، ما با استفاده این شیوه جدید می*توانیم این اختلال ارتباط را با استفاده از مقایسه مغز بیمار با مغز سالم تشخیص دهیم.
نکته مهمتر این است که این روش را می*توان حتی بر نمونه*های مغزی سالها بعد از مرگ بیمار اعمال کرد. بدین ترتیب بافت*های مغزی که از بیمارهای مختلف در طول سالیان گذشته در آزمایشگاه*های مختلف جهان جمع*آوری و نگهداری شده*اند از این به بعد می*توانند اطلاعات جدیدی برای ما فراهم کنند که تاکنون امکان*پذیر نبود.