به گزارش اطلاعات آنلاین به نقل از ساینس دیلی، محققان با تجزیه و تحلیل میلیون‌ها اندازه‌گیری از مغز موش، ۵۳۹ منطقه شیمیایی مجزا را شناسایی و الگوها و مرزهایی را آشکار کردند که نقشه‌های سنتی مغز از قلم انداخته بودند. جالب اینجاست که حتی ماده سفید مغز که زمانی تصور می‌شد نسبتاً یکنواخت است، شامل مجموعه‌ای پیچیده از مناطق شیمیایی مجزاست.
دانشمندان دهه‌ها صرف مطالعه سلول‌ها، ارتباطات، ژن‌ها و پروتئین‌های مغز کرده‌اند. با این حال، بخش اساسی دیگری از زیست‌شناسی مغز توجه بسیار کمتری را به خود جلب کرده است: لیپیدها. این مولکول‌های چربی غشاهای اطراف نورون‌ها را تشکیل می‌دهند، در عایق میلین که از فیبرهای عصبی محافظت می‌کند، نقش دارند و نقش‌های مهمی در ارتباط بین سلول‌های مغزی ایفا می‌کنند.
اگرچه لیپیدها برای عملکرد مغز اساسی هستند، دانشمندان برای نقشه‌برداری از محل قرارگیری انواع مختلف آنها با مشکل مواجه بوده‌اند. تکنیک‌های تصویربرداری مرسوم نمی‌توانند به راحتی مولکول‌های لیپید منفرد را از هم تشخیص دهند و شکاف بزرگی در درک ما از سازمان شیمیایی مغز ایجاد می‌کنند.
اطلس لیپید مغز نشان می‌دهد که این مولکول‌ها در الگوهای بسیار سازمان‌یافته چیده شده‌اند. برخی با ساختارهای آناتومیکی آشنا مطابقت دارند، در حالی که برخی دیگر مرزهای شیمیایی را نشان می‌دهند که رویکردهای قبلی آنها را نادیده گرفته بودند. این الگوها آنقدر متمایزند که محققان می‌توانند با بررسی ترکیب لیپیدی یک نمونه بافت مغز، منشأ آن را شناسایی کنند.
دانشمندان ۵۳۹ منطقه شیمیایی متمایز در مغز شناسایی کردند
برای ساخت این اطلس، محققان از تصویربرداری طیف‌سنجی جرمی استفاده کردند، تکنیکی که به آنها امکان می‌دهد مولکول‌های لیپید را در بخش‌های نازک بافت مغز شناسایی کنند. یک لیزر هر برش را یک مکان در یک زمان اسکن می‌کند و اطلاعات دقیقی در مورد اینکه کدام لیپیدها وجود دارند و کجا یافت می‌شوند، ارائه می‌دهد.
محققان ۱۷۲ لیپید مختلف را در ۱۰۹ برش مغز جمع‌آوری‌شده از ۱۱ موش بررسی کرد. این کار تقریباً ۷ میلیون اندازه‌گیری ایجاد کرد که دانشمندان با استفاده از ابزارهای یادگیری ماشینی که به‌طور خاص برای این پروژه توسعه داده شده بودند، آنها را در یک بازسازی سه‌بعدی جامع ترکیب کردند.
اطلس حاصل، ۵۳۹ قلمرو شیمیایی متمایز را آشکار کرد که محققان آنها را «لیپیزون» نامیدند. هر کدام ترکیبی مشخص از لیپیدها دارند که یک امضای شیمیایی قابل تشخیص ایجاد می‌کنند. بسیاری از این مناطق با ساختارهای مغزی و انواع سلول‌های تثبیت‌شده مطابقت دارند. برخی دیگر روابط غیرمنتظره‌ای را بین گروه‌هایی از اجسام سلول‌های عصبی و مناطق دور از هم که توسط فیبرهایشان به هم متصل شده‌اند، آشکار می‌کنند.
چالش الگوهای شیمیایی پنهان نقشه‌های مغزی قبلی
اطلس جدید همچنین تفاوت‌های شگفت‌انگیزی را در بخش‌هایی از مغز کشف کرد که دانشمندان قبلاً آنها را نسبتاً یکنواخت می‌دانستند. یک نمونه مهم، ماده سفید است، بافتی حاوی فیبرهای عصبی که مناطق مختلف مغز را به هم متصل می‌کنند. ماده سفید به جای داشتن یک ترکیب شیمیایی تا حد زیادی ثابت، حاوی مناطق لیپیدی متمایز متعددی است.
محققان همچنین مرزهای شیمیایی ناشناخته را در شبکه کوروئید، ساختاری که مسئول تولید مایع مغزی نخاعی است و همچنین در بافت‌هایی که حفره‌های داخلی مغز را پوشانده‌اند، شناسایی کردند. این یافته‌ها در مجموع نشان می‌دهند نقشه‌برداری لیپید می‌تواند ویژگی‌های مهمی از سازماندهی مغز را که از آناتومی یا اطلاعات ژنتیکی به تنهایی قابل مشاهده نیستند، آشکار کند.
بارداری باعث تغییرات گسترده در لیپیدهای مغز می‌شود
این اطلس فراتر از شناسایی ساختار شیمیایی مغز، بینش جدیدی در مورد چگونگی تغییر این ساختار در دوران بارداری ارائه داد. هنگامی که محققان موش‌های باردار را بررسی کردند، تغییرات شگرفی در ترکیب لیپید در مناطق مختلف مغز مشاهده کردند. به طور کلی، این تغییرات برجسته‌تر از تفاوت‌های لیپیدی معمول مشاهده شده بین موش‌های نر و ماده بود.
قشر مغز که لایه بیرونی مغز را تشکیل می‌دهد، تغییرات گسترده‌ای را نشان داد. در همین حال، سطح گالاکتوزیل سرامید، یکی از اجزای مهم میلین، در بیشتر ماده سفید مغز به شدت افزایش یافت. این یافته‌ها نشان می‌دهد بارداری شامل تغییرات مهم در ترکیب شیمیایی مغز است که بالقوه به اتصالات عصبی آن کمک می‌کند تا با نیازهای متغیر بدن سازگار شوند.
ابزاری تازه برای درک پیری و بیماری مغز
اطلس لیپید مغز به صورت آنلاین و رایگان در دسترس است و به دانشمندان در سراسر جهان اجازه می‌دهد این جنبه از زیست‌شناسی مغز را که قبلاً مطالعه آن دشوار بود، بررسی کنند. محققان با ترکیب اطلاعات لیپید با نقشه‌های ژنتیکی و سلولی موجود، می‌توانند درک کامل‌تری از نحوه سازماندهی مغز و نحوه تغییر شیمی آن در طول زمان به دست آورند.
این اطلس همچنین مرجع دقیقی برای بافت مغز سالم موش ایجاد می‌کند. دانشمندان می‌توانند از آن برای بررسی چگونگی نقش اختلالات در توزیع لیپید در رشد مغز، پیری و اختلالاتی مانند بیماری آلزایمر و افسردگی استفاده کنند. گرچه نقشه خاص مغز موش را نمی‌توان مستقیماً برای انسان به کار برد، رویکردی که برای ایجاد آن استفاده شده می‌تواند به محققان کمک کند تا الگوهای قابل مقایسه‌ای را در مغز انسان کشف کنند.
شمـا اولیـن نفـر هستـید کـه نظـر خـود را ثبـت مـی کنیـد.
🗩ثبـت نظر: