لماذا تنعشك النسمة الباردة؟.. دائرة عصبية للإحساس بدرجة الحرارة تحل اللغز
في سابقة هي الأولى من نوعها، كشف فريق من الباحثين عن المسار الحسي الكامل الذي يُمكّن الجلد من توصيل درجات الحرارة إلى الدماغ، حيث اتضح أن درجات الحرارة الباردة لها مسار فردي مُخصص، ما يُشير إلى أن الجسم لديه دوائر مختلفة لفك رموز الدفء والبرودة.
الإدراك الحسي
ووفقًا لما نشره موقع Live Science، فإن الدراسة، التي نُشرت في دورية Nature Communications، هي الأولى التي ترسم خريطة لمسار استشعار درجات الحرارة الباردة، بدءًا من الجلد وانتهاءً بالدماغ.
وخلال الدراسة تتبع فريق البحث "المخطط الكهربي" لدى الفئران لفهم كيفية ترجمة المُنبهات الباردة على الجلد إلى معلومات يستطيع الدماغ استيعابها والتفاعل معها بشكل أفضل.
ويقول الباحثون إنه من المُرجح وجود دوائر الحرارة نفسها لدى البشر أيضًا.
وأوضح بو دوان، الباحث المشارك في الدراسة، والذي يدرس علم الأحياء الجزيئي والخلوي والنمائي في جامعة ميشيغان: "يمثل هذا البحث نقلة نوعية في فهمنا للإدراك الحسي".
تعبيرية
دوائر كهربية مختلفة
في السابق، كان علماء الأعصاب يعتقدون أن جميع أحاسيس درجة الحرارة، من البرودة الشديدة إلى الحر الشديد، تنتقل عبر المسار العام نفسه إلى الدماغ. تُظهر هذه الدراسة لأول مرة أن أجزاءً مختلفة من طيف درجة الحرارة تستخدم دوائر كهربائية مختلفة لتنبيه الدماغ.
وصرح دوان قائلًا إن النتائج "تُحسّن الفهم وتفتح أيضًا آفاقًا جديدة تمامًا لأبحاث حول كيفية معالجة الجهاز العصبي لأنواع مختلفة من المعلومات الحسية".
"نقلة نوعية"
استخدم الباحثون تقنيات تصوير متطورة ومراقبة كهربائية للقلب وتحليلات سلوكية وبيانات وراثية متعمقة لتحديد كيفية نقل الفئران للإحساس بانخفاض درجات الحرارة من جلدها إلى أدمغتها.
لاحظ الباحثون وجود مستشعرات محددة على الجلد مُضبوطة على درجات حرارة تتراوح بين 15 و25 درجة مئوية، والتي تُعتبر باردة. تُثير هذه المستشعرات الخلايا العصبية الحسية عند تفعيلها، ثم تُرسل هذه الخلايا إشارات إلى النخاع الشوكي، حيث يتم تضخيم الإشارات وتُمرّر، مما يُنشّط في النهاية الخلايا العصبية المتصلة بالدماغ.
كانت هذه المستشعرات الخاصة بدرجة الحرارة على الجلد معروفة بالفعل، وقد أكسبت الباحثين، جزئيًا، جائزة نوبل لعام 2021 في علم وظائف الأعضاء أو الطب. إلا أن تضخيم إشارة البرودة في النخاع الشوكي يُعدّ اكتشافًا جديدًا.
وفي تجربة، عطّل الباحثون الخلايا المسؤولة عن هذا التضخيم لدى الفئران - وهي خلايا عصبية داخلية متخصصة - واكتشفوا أن القوارض لم تعد تتفاعل مع درجات الحرارة المنخفضة. كما لاحظوا أن هذه الخلايا العصبية الداخلية تستجيب فقط للإشارات الباردة، وليس للمنبهات الدافئة أو الباردة.
وأضاف دوان أنه: "من خلال الكشف عن كيفية معالجة هذه الإشارات في الدماغ، يُسهم البحث في إرساء أسس حماية هذا الجانب الأساسي من صحة الإنسان وتحسينه". يُذكر أن هذه الدراسة الحديثة أُجريت على الفئران، لكن دوان عبّر عن ثقته بأن النتائج قابلة للتطبيق على البشر أيضًا. تشير الأبحاث السابقة إلى أن البشر يحملون نفس المكونات التي تُشكل مسار استشعار البرودة.
يأمل دوان وباقي أعضاء الفريق الآن في فهم كيفية تفاعل المسار المُكتشف حديثًا مع الدوائر الحسية الأخرى، مثل تلك الخاصة بالألم والحكة. كما يرغبون في معرفة كيف يُمكن أن تُساهم الاضطرابات في هذه الأنظمة في حساسية الجسم للحرارة.
يمكن أن يكون هذا النوع من العمل مفيدًا في تخفيف الألم في سياق الإجراءات الطبية. على سبيل المثال، يُعاني بعض مرضى السرطان الذين يخضعون للعلاج الكيميائي من ألم البرد - وهي حالة تجعل حتى البرودة الخفيفة مؤلمة. رجح الباحث دوان أنه "من خلال فهم الدائرة المحددة المسؤولة عن الإحساس بالبرودة، ربما يتمكن العلماء من تطوير علاجات تستهدف هذا المسار لتقليل هذه الآثار الجانبية".
نتائج جديدة ومثيرة
تُعد الدراسة على فئران المختبر مجرد خطوة أولى في رسم خرائط هذه المسارات الحسية الرئيسية. وأضاف دوان أنه "لا تزال هناك العديد من الدوائر الحسية في الدماغ التي لم يتم فهمها تمامًا، وتعد [الدراسة الأخيرة] مجرد مثال واحد على كيف يُمكن أن يؤدي رسم خرائطها إلى اكتشافات جديدة ومثيرة".
نسخ الرابط :
