"لأول مرة".. تطوير نموذج مصغر ثلاثي الأبعاد للجهاز العصبي البشري (فيديو)
تاريخ النشر: 1st, March 2024 GMT
تمكن العلماء، لأول مرة، من تطوير نموذج صغير ثلاثي الأبعاد للمراحل التطورية الأولى للجهاز العصبي المركزي البشري في المختبر.
ويمثل النموذج الجديد نوعا من العضيات (الأجزاء أو الأجسام الحية الموجودة في سيتوبلازم الخلية حقيقية النواة)، وهو نموذج مصغر ثلاثي الأبعاد مصنوع من الأنسجة الحية، ومصمم لتقليد التعقيدات الفريدة للأعضاء البشرية.
وتهدف هذه الأعضاء المصغرة إلى فهم علم الأحياء البشري بطريقة أكثر دقة من النماذج الحيوانية التقليدية، مع تطبيقات محتملة لاكتشاف الأدوية وتطويرها.
على سبيل المثال، يمكن لهذه النماذج أن تساعد العلماء على التنبؤ بشكل أكثر دقة بالأدوية قيد البحث التي يمكن أن تكون ناجحة على البشر، وليس فقط في أطباق المختبر والفئران.
وقد تم تطوير العديد من العضيات في السنوات الأخيرة، بدءا من القلوب النابضة الصغيرة وحتى الخصيتين الصغيرتين.
وبالإضافة إلى ذلك، تمت زراعة عضيات دماغية من قبل في المختبر، لكن العلماء الذين يقفون وراء النموذج الجديد يقولون إن هذه هي المرة الأولى التي تتم فيها محاكاة الأجزاء الثلاثة من الدماغ الجنيني والحبل الشوكي في المختبر. ووصفوا النتائج التي توصلوا إليها في ورقة بحثية نشرت يوم الاثنين (26 فبراير) في مجلة Nature.
ويأمل الفريق أن يتم استخدام النموذج لتحسين فهم العلماء لأمراض الدماغ التي تظهر أثناء التطور المبكر. وقد تشمل هذه الحالات حجم الرأس، على سبيل المثال.
وأوضحت أورلي راينر، مؤلفة الدراسة المشاركة وأستاذة الكيمياء العصبية في معهد وايزمان للعلوم في إسرائيل، في بيان: "النظام بحد ذاته رائد حقا. لم يتم عمل نموذج يحاكي هذا الهيكل والتنظيم من قبل، وهو يوفر إمكانيات عديدة لدراسة تطور الدماغ البشري".
وتم إنشاء النموذج الجديد باستخدام الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات، أي الخلايا التي لديها القدرة على أن تصبح أي نوع من الخلايا في الجسم.
وفي البداية، حث العلماء الخلايا الجذعية لتشكل صفا يبلغ طوله نحو 4.39 سم وعرضه 0.018 سم. وكان هذا الهيكل يشبه، ولكنه لم يتطابق تماما، شكل وحجم الأنبوبة العصبية (المسؤولة عن تكوين الحبل الشوكي والمخ أثناء الأسابيع الأولى من مراحل تكوين الجنين)، والتي تكون موجودة في جنين بشري عمره 4 أسابيع.
إقرأ المزيدثم قام الفريق بعد ذلك بوضع هذا الصف من الخلايا في ما يسمى بجهاز الموائع الدقيقة الذي يحتوي على الكثير من القنوات الصغيرة. وعرّضوا الخلايا لمواد كيميائية مختلفة عبر هذه القنوات، ما دفع الخلايا إلى النمو وتشكيل بنية ثلاثية الأبعاد تشبه الجهاز العصبي المركزي المبكر.
وأضاف العلماء أيضا مادة هلامية دفعت الخلايا الجذعية إلى التخصص في الخلايا التي ستشكل فيما بعد الخلايا العصبية التي ترسل الإشارات في الجهاز العصبي.
وعلى مدار 40 يوما، نظمت الخلايا الموجودة داخل العضية نفسها هياكل تشبه المراحل المبكرة من تطور الدماغ والحبل الشوكي في الجنين البشري. وشمل ذلك تكوين الهياكل المعروفة باسم الدماغ الأمامي، والدماغ المتوسط، والدماغ المؤخر، بالإضافة إلى الحبل الشوكي.
في هذه المرحلة، كانت العضية تحاكي بشكل وثيق مدى التطور الذي يمكن رؤيته في جنين يبلغ من العمر 11 أسبوعا، وداخل الخلايا، تم تشغيل جينات تطورية محددة مرتبطة بهذه المرحلة من التطور.
ويأمل العلماء أنه مع مزيد من التحسينات، يمكن استخدام النموذج لدراسة أمراض الدماغ البشرية المختلفة باستخدام الخلايا الجذعية التي يتم جمعها مباشرة من المرضى. وكتبوا في بيان أنه إذا تمكنوا من ربط الخلايا العصبية داخل العضيات في دوائر، فقد يكونون قادرين على تسليط الضوء على حالات مثل الشلل، حيث لم يعد الدماغ قادرا على إرسال تعليمات للحركة إلى الحبل الشوكي.
المصدر: لايف ساينس
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: البحوث الطبية الطب امراض بحوث دراسات علمية معلومات عامة معلومات علمية الخلایا الجذعیة
إقرأ أيضاً:
اليابان تنتج أول نقود ثلاثية الأبعاد.. حماية مضاعفة ضد التزوير
سابقة تكنولوجية تفردت بها اليابان في سوق الأوراق المالية، بعدما أصدرت أول نقود تحمل صورًا ثلاثية الأبعاد لمنع محاولات تزييفها، إذ تستخدم تقنية التصوير المجسم الحديثة التي تحرك الصور عند إمالتها، فتمنح الأوراق النقدية خاصية أكثر أمانا، وبخلاف الفائدة الاقتصادية المتوقعة من تلك الخطوة، خدمت التقنية الحديثة بعض فئات المجتمع.
محاولة لمنع تزييف النقودوعلى الرغم من اتجاهها الأخير نحو استخدام المدفوعات الرقمية بدلاً من النقود، أطلقت اليابان أحدث إصلاحاتها المالية بإنتاج أوراق نقدية من فئات «10 آلاف، 5 آلاف وألف ين» تتضمن تكنولوجيا طباعة ثلاثية الأبعاد، بحسب ما نقلته وكالة «كيودو» للأنباء، مضيفة أنّ محافظ بنك اليابان كازو أويدا، قال إنّ النقود يجب أنّ تكون وسيلة آمنة للدفع يمكن لأي شخص استخدامها في أي مكان وأي وقت، حتى عندما تسود طرق الدفع البديلة، لذلك تأتي التصميمات الجديدة متماشية مع النظام المالي المتغير في اليابان وحماية عملتها من التزوير.
الأوراق المالية القديمة في اليابان لا تزال متداولة، لكن الكثير من المؤسسات الحكومية تسعى لزيادة انتشار الأوراق التي تحمل صورا ثلاثية الأبعاد، إذ يظهر في الورقة الجديدة من فئة 10 آلاف ين «إييتشي شيبوساوا»، مؤسس أول بنك وبورصة للأوراق المالية، ويطلق عليه «أبو الرأسمالية اليابانية»، فيما تصور الورقة النقدية الجديدة فئة 5 آلاف ين، المعلمة «أوميكو تسودا» التي أسست واحدة من أولى الجامعات النسائية في اليابان، بينما تحمل الورقة النقدية فئة ألف ين، صورة عالم الطب الرائد «شيباسابورو كيتاساتو».
وتخطط السلطات لطباعة نحو 7.5 مليار ورقة نقدية ثلاثية الأبعاد بنهاية العام المالي الحالي، لتبدأ بذلك حقبة جديدة في معركة اليابان المستمرة ضد تزوير النقود.
الأوراق المالية الجديدة تتضمن مميزات أخرى تجعلها أكثر سهولة في الاستخدام، إلى جانب المستوى العالي من الأمان الذي تتيحه؛ إذ تحوي علامات خاصة تساعد المكفوفين على التمييز بينها، إضافة إلى الطباعة البارزة والعلامات المائية التي تقدم إمكانات الحماية المضاعفة، وفقًا لما ذكرته شبكة «cnbc» الأمريكية.
وتتوقع الشبكة الأمريكية ارتفاع قيمة الين في سوق المال العالمية، نتيجة الطفرة التكنولوجية التي أطلقتها اليابان أمس، الأربعاء، فبرغم من أنّ الدولار الأمريكي يسجل ما قيمته 161.32 ين ياباني، إلا أن الأخيرة تعتبر واحدة من أهم العملات في العالم.
البث المباشر لمشاهدة مباراة البرتغال وفرنسا يلا شوت اليوم في ربع نهائي يورو 2024