تظهر هذه الصورة أشواك شجرية متراكمة بكثافة. اكتشف باحثون من جامعة كيوشو “نقطة ساخنة” متشابكة لم يتم التعرف عليها من قبل والتي تتشكل خلال فترة المراهقة، مما يتحدى وجهة النظر السائدة منذ فترة طويلة بأن نمو دماغ المراهقين يحركه بشكل أساسي التقليم المتشابك. المصدر: تاكيشي إيماي / جامعة كيوشو

يُعتقد على نطاق واسع أن فترة المراهقة هي الوقت الذي يقوم فيه الدماغ بإزالة الروابط العصبية الزائدة، وتحسين الدوائر من خلال التقليم التشابكي. تشير الأبحاث الجديدة الآن إلى أن هذا الرأي قد يكون غير مكتمل.

المراهقة هي عندما يستمر “مركز التحكم” في الدماغ في العمل. مع انتقال المراهقين نحو مرحلة البلوغ، تصبح مهارات مثل التخطيط للمستقبل، ووزن العواقب، وحل المشكلات غير المألوفة أكثر موثوقية. لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن هذا التحول السلوكي يتتبع التغيرات داخل الدماغ، لكن التغييرات خطوة بخطوة التي تدعمه لا تزال غير محددة بشكل كامل.

وفي قلب هذه الأسلاك توجد المشابك العصبية، وهي الوصلات الوظيفية بين الخلايا العصبية التي تسمح بتدفق المعلومات عبر الدماغ. لسنوات عديدة، اقترح نموذج شائع قوسًا بسيطًا: المشبك وترتفع هذه الأعداد خلال مرحلة الطفولة، ثم تنخفض خلال فترة المراهقة حيث يقوم الدماغ بإزالة الروابط الأضعف.

غالبًا ما توصف عملية التحسين هذه، التي تسمى التقليم التشابكي، بأنها نوع من مراقبة الجودة البيولوجية التي تعمل على تقوية الدوائر الفعالة عن طريق إزالة الوصلات غير المستخدمة أو الهشة. يرى بعض الباحثين أنه إذا تم التقليم أكثر من اللازم، فقد يزيد من خطر الإصابة باضطرابات عصبية نفسية. كثيرا ما تتم مناقشة مرض انفصام الشخصية في هذا السياق لأنه يمكن أن ينطوي على الهلوسة والأوهام والتفكير غير المنظم.

تحدي لنموذج التقليم التشابكي

يعمل فريق بحث في جامعة كيوشو الآن على التراجع عن هذه الفكرة السائدة منذ فترة طويلة والتي مفادها أن المراهقة تتعلق بشكل أساسي بقطع الروابط. وفي دراسة نشرت في تقدم العلومتشير المجموعة إلى أن دماغ المراهق يقوم أيضًا ببناء شيء جديد: مجموعات كثيفة ومكتظة بإحكام من المشابك العصبية التي تظهر على امتدادات محددة من التشعبات، وهي الامتدادات المتفرعة للخلايا العصبية.

يقول البروفيسور تاكيشي إيماي من كلية العلوم الطبية بجامعة كيوشو: “لم نقم بدراسة اضطرابات الدماغ”. “بعد تطوير أداة عالية الدقة لتحليل التشابك العصبي في عام 2016، نظرنا إلى القشرة الدماغية للفأر بدافع الفضول. بالإضافة إلى رؤية جمال البنية العصبية، فوجئنا باكتشاف نقطة ساخنة عالية الكثافة غير معروفة سابقًا من الأشواك الجذعية، وهي نتوءات صغيرة في التشعبات حيث تتشكل المشابك العصبية المثيرة.”

يتم تنظيم القشرة الدماغية، التي تلعب دورًا مركزيًا في الإدراك والفكر والسلوك، في ست طبقات متميزة. ركز فريق إيماي على الخلايا العصبية في الطبقة الخامسة، التي تجمع المعلومات من مصادر متعددة وترسل إشارات خارج القشرة. وبسبب هذا الدور، تعد هذه الخلايا العصبية ضرورية للتحكم في كيفية معالجة المعلومات القشرية.

رسم خرائط للنقاط التشابكية الساخنة في دماغ المراهق

ولفحص الهياكل المتشابكة في جميع أنحاء الخلايا العصبية بأكملها، قام الباحثون بدمج الفحص المجهري فائق الدقة مع انظرDB2— عامل تنظيف الأنسجة الذي طوره فريق إيماي. هذا النهج جعل أنسجة المخ شفافة، مما سمح للعلماء بمراقبة التفاصيل العصبية الدقيقة في عمق العينات السليمة.

باستخدام هذه الطريقة، أنشأ الفريق خريطة كاملة للأشواك التغصنية عبر الخلايا العصبية الفردية من الطبقة الخامسة. كشف تحليلهم عن منطقة غير متوقعة ذات كثافة عالية للغاية في العمود الفقري تقع على طول التغصنات القمية. وأظهرت مقارنات أخرى عبر مراحل النمو أن هذه المجموعة الكثيفة لا تظهر في وقت مبكر من الحياة ولكنها تظهر على وجه التحديد خلال فترة المراهقة.

عندما يحدث خطأ في تكوين المشبك العصبي

ولتحديد كيف ومتى تتشكل هذه المنطقة الكثيفة، تابع الباحثون التغيرات في توزيع العمود الفقري التغصني مع مرور الوقت. في الفئران التي كان عمرها أسبوعين ولم يتم فطامها بعد، كانت الأشواك منتشرة بشكل متساوٍ إلى حد ما على طول التشعبات. ومع ذلك، بين عمر ثلاثة وثمانية أسابيع، وهي الفترة التي تمتد من التطور المبكر حتى مرحلة المراهقة، زادت أعداد العمود الفقري بشكل حاد في قسم واحد محدد من التغصنات القمية. مع مرور الوقت، أدى هذا النمو الانتقائي إلى تشكيل نقطة ساخنة متشابكة مركزة.

يقول إيماي: “تشير هذه النتائج إلى أن فرضية “التشذيب التشابكي لدى المراهقين” الراسخة تحتاج إلى إعادة النظر”.

يقول ريو إيغاشيرا، المؤلف الأول للدراسة وطالب دراسات عليا في كلية الدراسات العليا للعلوم الطبية بجامعة كيوشو، عندما أُجري البحث: “بينما يحدث التقليم التشابكي على نطاق واسع عبر التشعبات، فإن تكوين المشبك العصبي يحدث أيضًا في أجزاء تغصنية محددة أثناء التطور القشري لدى المراهقين. قد يكون تعطيل هذه العملية هو العامل الرئيسي في بعض أنواع الفصام على الأقل”.

ولاستكشاف هذا الاحتمال، قام الفريق بفحص الفئران التي تحمل طفرات في الجينات المرتبطة بالفصام، مثل Setd1a, Hivep2، و ابتسامة1. في حين أن كثافة العمود الفقري التغصني ظلت طبيعية حتى أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع بعد الولادة، إلا أن تكوين العمود الفقري خلال فترة المراهقة كان ضعيفًا بشكل ملحوظ بسبب طفرات هذه الجينات، مما أدى إلى فشل تكوين النقاط الساخنة بشكل صحيح.

لسنوات عديدة، تم ربط هذا الاضطراب في المقام الأول بالتقليم المفرط للأشواك الجذعية. تقدم النتائج الجديدة وجهة نظر جديدة حول أصول الفصام أو علم الأمراض، مما يشير إلى أن ضعف تكوين المشبك العصبي خلال فترة المراهقة قد يكون المفتاح. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الدراسة تناولت عملية النمو لدى الفئران فقط، ولا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هناك آليات مماثلة تعمل لدى الرئيسيات والبشر.

التطلع إلى الأمام

يقول إيماي: “للمضي قدمًا، نأمل في تحديد مناطق الدماغ التي تشكل هذه الوصلات المتشابكة الجديدة خلال فترة المراهقة”. “سيخبرنا ذلك ما هي الدوائر التي يتم بناؤها بالفعل خلال فترة النمو هذه. إن فهم كيف ومتى تتشكل هذه الروابط يمكن أن يعزز معرفتنا بنمو الدماغ والآليات الكامنة وراء الاضطرابات العصبية والنفسية”.

المرجع: “تكوين العمود الفقري الخاص بالمقصورة التغصنية في الطبقة الخامسة من الخلايا العصبية يكمن وراء نضوج الدائرة القشرية خلال فترة المراهقة” بقلم ريو إيغاشيرا، ومنغ-تسين كي، وناو ناكاجاوا-تاماجاوا، وساتوشي فوجيموتو، وشيغينوري إيناغاكي، وتسويوشي تاكاجي، وتسويوشي مياكاوا، ويوشياكي تاجاوا، وتاكيشي إيماي، 14 يناير 2026، تقدم العلوم.
دوى: 10.1126/sciadv.adw8458

التمويل: الوكالة اليابانية للبحث والتطوير الطبي، منحة المساعدات لمجالات البحوث التحويلية (أ)، الوكالة اليابانية للعلوم والتكنولوجيا، الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم، مؤسسة أوهارا التذكارية، مؤسسة سوميتومو، مؤسسة إيشيرو كانيهارا لتعزيز العلوم الطبية والرعاية الطبية، مؤسسة علوم الدماغ، مؤسسة دايتشي سانكيو لعلوم الحياة، منحة داخلية من مركز RIKEN لعلم الأحياء التنموي، صندوق تعزيز البحوث الطبية بجامعة كاجوشيما ميغوميكاي

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.

إقرأ المزيد