توانایی عجیبی از مغز کشف شد!

این فرایند که «نورون‌زایی» یا «نوروژنز» نام دارد، در بخشی کلیدی از مغز به نام هیپوکامپ رخ می‌دهد؛ ناحیه‌ای که نقش اساسی در یادگیری، حافظه و تنظیم هیجان‌ها ایفا می‌کند. هیپوکامپ از دیرباز به‌عنوان یکی از مراکز مهم انعطاف‌پذیری مغز شناخته شده و اکنون شواهد تازه نشان می‌دهد که این انعطاف‌پذیری ممکن است بسیار فراتر از آن چیزی باشد که پیش‌تر تصور می‌شد.

مارتا پاترلینی، نویسنده همکار اصلی این پژوهش و پژوهشگر مؤسسه کارولینسکا در استکهلم، تأکید کرده است: «به‌طور خلاصه، کار ما به بحث طولانی‌مدت درباره این‌که آیا مغز انسان بالغ می‌تواند نورون‌های جدید بسازد یا نه، پایان می‌دهد.» به گفته او، داده‌های به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که این توانایی نه‌تنها در کودکی، بلکه در نوجوانی و حتی بزرگسالی نیز ادامه دارد. سایر متخصصان حوزه علوم اعصاب نیز این یافته‌ها را قانع‌کننده می‌دانند.

هرچند یک مطالعه واحد به‌تنهایی نمی‌تواند اثباتی مطلق تلقی شود، اما بسیاری از کارشناسان معتقدند که این پژوهش شواهد بسیار قدرتمندی در حمایت از وجود سلول‌های بنیادی و پیش‌سازهای نورونی فعال در مغز انسان بالغ ارائه می‌دهد. دکتر راجیو راتان، مدیرعامل مؤسسه نورولوژیک برک در کالج پزشکی ویل کورنل، که در این تحقیق مشارکت نداشته، می‌گوید: «این پژوهش نمونه‌ای عالی از علم دقیق و پیشرفته است که مسیر را برای جامعه عصب‌شناسی بالینی هموار می‌کند.»

این دستاورد علمی تا حد زیادی مدیون بهره‌گیری از فناوری‌های نوین است. پژوهشگران با ترکیب روش‌های پیشرفته‌ای مانند توالی‌یابی ار ان ای تک‌هسته‌ای و الگوریتم‌های یادگیری ماشین، توانستند نمونه‌های بافت مغزی را که از بیوبانک‌های مختلف بین‌المللی به‌دست آمده بود، با دقتی بی‌سابقه بررسی کنند. ان ان ای که خویشاوندی نزدیک با دی ان ای دارد، نشان می‌دهد کدام ژن‌ها درون سلول‌ها فعال هستند.

دانشمندان از دهه ۱۹۶۰ میلادی می‌دانستند که در مغز موش‌ها، رت‌ها و برخی نخستی‌سانان غیرانسانی، در بخشی از هیپوکامپ به نام شکنج دندانه‌دار، سلول‌های عصبی جدید در طول عمر تولید می‌شود. اما دسترسی به نمونه‌های باکیفیت از مغز انسان بالغ همواره چالشی بزرگ بوده است. بافت‌های انسانی معمولاً از کالبدشکافی‌ها یا جراحی‌ها به‌دست می‌آیند و نحوه نگهداری آن‌ها می‌تواند سلول‌های تازه‌متولدشده را پنهان کند.

پاترلینی توضیح می‌دهد که استفاده از فناوری‌های جدید به تیم تحقیقاتی اجازه داده است بر این محدودیت‌ها غلبه کند. آن‌ها بیش از ۴۰۰ هزار هسته سلولی منفرد از سلول‌های هیپوکامپ ۲۴ فرد را تحلیل کردند و علاوه بر آن، با استفاده از روش‌های دیگر، ۱۰ مغز دیگر را نیز مورد بررسی قرار دادند. سن این افراد از نوزادی تا ۷۸ سالگی متغیر بود و شامل شش کودک و چهار نوجوان نیز می‌شد.

با بهره‌گیری از دو روش تصویربرداری پیشرفته، پژوهشگران توانستند محل دقیق سلول‌های جدید را در بافت مغز ترسیم کنند. آن‌ها خوشه‌هایی از سلول‌های پیش‌ساز در حال تقسیم را مشاهده کردند که درست در کنار نورون‌های بالغ قرار داشتند؛ دقیقاً در همان مناطقی که مطالعات حیوانی نشان داده بودند سلول‌های بنیادی بالغ در آنجا ساکن هستند. پاترلینی می‌گوید: «ما این سلول‌های پیش‌ساز در حال تقسیم را نه‌تنها در نوزادان و کودکان خردسال، بلکه در نوجوانان و بزرگسالان نیز یافتیم. این‌ها شامل سلول‌های بنیادی‌ای هستند که می‌توانند خود را نوسازی کرده و به سلول‌های دیگر مغزی تبدیل شوند.»

به گفته راتان، فناوری‌های نوین به پژوهشگران اجازه داده است سلول‌های عصبی جدید را در مراحل مختلف رشد شناسایی کنند و پرسش‌هایی را بررسی کنند که تا چند سال پیش پاسخ‌دادن به آن‌ها ممکن نبود. تیم تحقیقاتی همچنین از برچسب‌های فلورسنت برای نشانه‌گذاری سلول‌های در حال تکثیر استفاده کرد. این کار به آن‌ها امکان داد الگوریتمی مبتنی بر یادگیری ماشین بسازند که بتواند سلول‌هایی را شناسایی کند که، بر اساس مطالعات پیشین روی جوندگان، به سلول‌های بنیادی نورون‌زا تبدیل می‌شوند.

همان‌طور که انتظار می‌رفت، مغز کودکان نورون‌های جدید بیشتری نسبت به مغز نوجوانان و بزرگسالان تولید می‌کرد. با این حال، نتایج در بزرگسالان نیز قابل توجه بود: از میان ۱۴ مغز بزرگسال که با یکی از روش‌ها بررسی شدند، ۹ مورد نشانه‌هایی از نورون‌زایی داشتند و در روشی دیگر، هر ۱۰ مغز بزرگسال بررسی‌شده دارای سلول‌های جدید بودند. درباره معدود مغزهایی که نشانه‌ای از سلول‌های جدید در آن‌ها دیده نشد، پاترلینی تأکید می‌کند که هنوز زود است درباره علت این تفاوت‌ها نتیجه‌گیری شود.

گام بعدی، به گفته دکتر دبلیو. تیلور کیمبرلی، رئیس بخش مراقبت‌های نورولوژیک بحرانی در بیمارستان ماساچوست جنرال بریگهام، می‌تواند بررسی این موضوع باشد که آیا تولید نورون‌های جدید در بزرگسالان پاسخی به بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر است یا نشانه‌ای از سلامت مطلوب مغز. او می‌گوید: «آن‌ها توانستند سوزن را در انبار کاه پیدا کنند. وقتی این سلول‌ها شناسایی و تنظیم آن‌ها درک شود، می‌توان بررسی کرد که چگونه حضورشان در طول زمان با بیماری‌ها ارتباط پیدا می‌کند.»

پاترلینی در پایان تأکید می‌کند: «هرچند راهبردهای درمانی دقیق در انسان هنوز در حال بررسی است، اما همین واقعیت که مغز بزرگسالان می‌تواند نورون‌های جدید بسازد، نگاه ما را به یادگیری مادام‌العمر، بهبود پس از آسیب‌های مغزی و ظرفیت‌های استفاده‌نشده انعطاف‌پذیری عصبی به‌طور بنیادین تغییر می‌دهد.»