دراسة تُدخل الفئران في سبات، وتمسح نصف تشابكاتها العصبية، ومع ذلك فهي بخير، شكرًا

إليك تجربة فكرية ممتعة: إذا كانت ذكرياتك مخزنة في الروابط الفيزيائية بين الخلايا العصبية، وتم مسح هذه الروابط كما لو كانت غبارًا كونيًا، فهل يجب أن تنجو ذكرياتك؟ على ما يبدو، نعم - على الأقل إذا كنت فأرًا تم إدخاله في سبات اصطناعي. دراسة جديدة نُشرت في مجلة "ساينس" تشير إلى أن الذكريات يمكن أن تعيش بعد التدمير الشامل للتشابكات العصبية التي يُفترض أنها تحملها. ثانوس سيكون غاضبًا.

الحكمة التقليدية في علم الأعصاب هي أن التعلم يقوي ويوسع الروابط بين الخلايا العصبية، وأن هذه التغييرات تشكل الذاكرة. المشكلة: هذه الروابط مرنة، مما يعني أنها تتغير باستمرار. كما يقول كازوماسا تاناكا، عالم الأعصاب في جامعة الدراسات العليا للعلوم والتكنولوجيا في أوكيناوا باليابان: "إذا قارنت ترتيب هذه الروابط في اليوم الأول مع نفس الترتيب في اليوم الرابع أو الخامس، ستجده مختلفًا جدًا جدًا". لمعرفة كيف يمكن لذكرى تدوم لسنوات أن تستقر على أجهزة تتغير كل بضعة أيام، قرر فريق تاناكا جعل التغيير أكثر دراماتيكية. قاموا بإحداث حالة شبيهة بالسبات في الفئران، مما أدى إلى مسح أكثر من نصف تشابكاتها العصبية. ومع ذلك، احتفظت الفئران بذكرياتها. لأنها بالطبع فعلت ذلك.

السبات عادةً ما يكون تخصصًا للسناجب والهامستر والدببة، لكن الدائرة العصبية التي تحفزه محفوظة عبر الثدييات - حتى في الأنواع التي لا تدخل في سبات في البرية، مثل الفئران. في يونيو 2020، طور فريق بقيادة تاكيشي ساكوراي، عالم الأعصاب في جامعة تسوكوبا والمتعاون في دراسة تاناكا، تقنية لتنشيط هذه الدائرة بشكل اصطناعي عن طريق تحفيز مجموعة تسمى الخلايا العصبية Q في منطقة ما تحت المهاد. النتيجة هي حالة تُعرف باسم QIH، وهي اختصار لانخفاض حرارة الجسم وانخفاض الأيض الناجم عن الخلايا العصبية Q.

"باستخدام بروتوكولنا، يمكننا خفض درجة حرارة جسم الفئران إلى حوالي 20 درجة مئوية، وينخفض معدل ضربات القلب ومعدل التنفس بشكل ملحوظ أيضًا"، يوضح تاناكا. ما إذا كان هذا يُعتبر سباتًا حقيقيًا يعتمد على نقطة مرجعيتك: الدببة تقلل من الطلب الأيضي لكنها تحافظ على درجة حرارة جسمها حوالي 36 أو 37 درجة مئوية، بينما تدخل بعض السناجب في سبات عميق جدًا حيث تقترب درجة حرارة جسمها من التجمد. "السبات الاصطناعي يقع في مكان ما في منتصف هذا الطيف"، يقول تاناكا.

أهم شيء في QIH هو أنه يمكن تشغيله وإيقافه في أي وقت. في تجارب تاناكا، قضت الفئران 48 ساعة في حالة شبيهة بالسبات ثم استيقظت. بالنسبة لتشابكاتها العصبية، كانت تلك الـ 48 ساعة بمثابة نقرة ثانوس.

لقياس الدمار التشابكي، زرع فريق تاناكا أقطابًا كهربائية دقيقة (تترودات) في الحُصين لدى الفئران التي تتحرك بحرية، مما سمح لهم بتسجيل نشاط الخلايا العصبية الفردية. وجدوا أن النشاط انخفض بنحو 70 بالمئة بمجرد بدء السبات. كما تم تصوير أنسجة المخ باستخدام المجهر الإلكتروني المقطعي قبل وأثناء وبعد أيام من السبات. اتضح أن السبات قضى على أكثر من نصف التشابكات العصبية - والتي، من حيث المبدأ، كان يجب أن تمحو معظم الذكريات. يقول تاناكا: "إذا قبلت أن آثار الذاكرة تكمن في فعالية التشابكات الفردية، وإذا فقدت أكثر من نصف الروابط التشابكية، فبالطبع ما تتوقعه هو ضعف الذاكرة بعد ذلك". لكن الفريق لم يجد مثل هذا الضعف.

قبل السبات، تم تدريب الفئران على مهمتين قياسيتين للذاكرة: التكييف بالخوف السياقي (ربط صندوق بصدمة كهربائية خفيفة) ومهمة المتاهة الزائدية (تعلم التنقل للحصول على مكافأة). كلتا المهمتين تعتمدان على ذكريات الحُصين، كما تم تأكيد ذلك عن طريق إحداث آفة في المنطقة بعد التدريب، مما تسبب في اختفاء الذكريات. ولكن عندما تم إيقاظ الفئران التي خضعت لـ QIH، أدت أداءً جيدًا مثل الفئران غير السباتية. يقول تاناكا: "ما وجدناه في هذين النموذجين السلوكيين المختلفين هو أن الذاكرة كانت سليمة تمامًا".

كما تم أيضًا