التخليق العصبي في البلوغ

كانت البنية الدقيقة للجهاز العصبي موضوعًا لمناقشةٍ محتدمة على مدار القرن التاسع عشر. ففي نهاية ثلاثينيات القرن التاسع عشر، وبعد فحص أنسجةٍ نباتية وحيوانية تحت المجهر، اقترح العالمان الألمانيان ثيودور شوان وماتياس شلايدن أنَّ الخلايا هي وحدات البناء الأساسية في جميع الكائنات الحية، وهو الرأي الذي صار يُدعى بنظرية الخلية. غير أنَّ المجاهر المتوفِّرة في ذلك الوقت لم تكن قوية بما يكفي لتوضيح المشابك العصبية، والتي يبلغ حجمها من ٢٠ إلى ٤٠ نانومترًا تقريبًا (والنانومتر يساوي جزءًا واحدًا على المليار من المتر)؛ ومن ثَم فقد ظل من غير الواضح ما إن كان ذلك ينطبق على الجهاز العصبي أيضًا أم لا.

وبفضل عمل كاخال بدرجةٍ كبيرة، بدأ الباحثون في تقبُّل ما يُعرَف باسم المبدأ العصبي، الذي نصَّ على أنَّ ثَمة خلايا متخصصة تُدعى بالخلايا العصبية هي الوحدات البنيوية والوظيفية الأساسية للدماغ والحبل الشوكي. كان كاخال وآخرون قد درسوا كيفية نمو الدماغ في الإنسان وغيره من الحيوانات، ووصفوا المراحل المختلفة التي تمرُّ بها الخلايا العصبية في عملية النضج: الميلاد عن طريق الانقسام الخلوي، ثم نمو الألياف وامتدادها، وأخيرًا التكوُّن الدقيق للوصلات المشبكية. ولأنهم لم يروا أي خلايا عصبية غير ناضجة في البالغين قط؛ فقد استنتجوا أنَّ بنية الدماغ تصبح ثابتة بعد الميلاد بفترة قصيرة.

في كتابه الصادر عام ١٩١٣ بعنوان «تداعي الجهاز العصبي وتجديده»، ذكر كاخال أنَّ المسارات العصبية في الدماغ والحبل الشوكي لدى البالغين «ثابتة وغير قابلة للتغيير». حظي هذا الاستنتاج بالقبول على نطاق واسع، وسرعان ما أصبحت الفكرة القائلة بأنَّ دماغ الثدييات البالغ لا يُخلِّق أي خلايا جديدة مبدأً أساسيًّا في علم الأعصاب الحديث. اتفق معظم الباحثين على أنه بالرغم من تخليق كمية هائلة من الخلايا العصبية والدبقية خلال النمو، فإنَّ هذه العملية تنتهي بعد الميلاد مباشرة. ومن ثَم؛ فقد نتج عن ذلك أننا نولد بجميع الخلايا الدماغية التي ستكون لدينا على مدار الحياة بأكملها، وأنَّ الخلايا التي تتلف بسبب المرض أو الإصابة بجرح لا تُعوَّض أبدًا.

وبعد فترة قصيرة، ظهرت أدلةٌ أخرى من الطيور المغردة. فذكرُ الكناري البالغ جنسيًّا يتعلم أغنيةً جديدة كلَّ عام كي يتغزل في الزوجات المحتملة، وثَمة نواتان في الدماغ تتحكَّمان في تعلم هذه الطيور للأغاني وإنتاجها. أجرى فرناندو نوتيبوم الباحث بجامعة روكفلر مجموعةً من التجارب التي أوضحت أنَّ حجم هاتين النواتين الدماغيتين يَتذبذب مع الفصول؛ إذ وجد أنَّ كليهما أكبر في الربيع بدرجةٍ ملحوظة عما يكونان عليه في الخريف.

كشفت الأبحاث التالية أنَّ أدمغة الفئران البالغة تحتوي على مجموعتين منفصلتين من الخلايا الجذعية العصبية. خلال مرحلة النمو المبكرة، يتألَّف الجهاز العصبي من أنبوبٍ مجوَّف يمتد على طول ظهر الجنين، وتمتلئ بطانة هذا الأنبوب العصبي بالخلايا الجذعية التي تنقسم لتُنتج خلايا عصبية غير ناضجة تنتقل عبر سُمك الأنبوب. عند الطرف الأمامي من الأنبوب، تصطدم موجاتٌ متتالية من الخلايا المنتقلة بعضها ببعض لتشكِّل طبقات القشرة المخية، طبقةً تلو الأخرى من الداخل إلى الخارج. وفيما وراء ذلك، تنتقل أعداد أصغر إلى الخارج لتكوين الحبل الشوكي.

شكل ٥-١: بيئات التخليق العصبي في أدمغة القوارض والبشر.

إنَّ السؤال المهم هو ما إذا كان تكوين الخلايا العصبية في أدمغة البشر البالغين يحقِّق أيَّ هدف، مثلما هي الحال لدى الطيور والقوارض؟ تُعَد درجة تكوين الخلايا العصبية في الحُصَين البشري لدى البالغين قريبةً من تلك التي نراها في القوارض؛ لذا فثَمة احتمالية كبيرة بأن يكون لهذه الخلايا العصبية الجديدة مساهمةٌ في عمل الدماغ، لكن لا يوجد دليل مباشر على ذلك حتى الآن.

في الفئران البالغة، يحفِّز عقار الفلوكستين (بروزاك)، ومضادات الاكتئاب القريبة منه، عمليةَ تكوين الخلايا العصبية في منطقة الحُصَين. قادت هذه النتيجة بعض الباحثين إلى تخمين أنَّ تكوين الخلايا العصبية ربما يؤدي دورًا مهمًّا في تحسُّن الاكتئاب وعلاجه. لقد أدَّت التجارب التي أُجريَت على حيوانات وأُلغيَ فيها تكوين الخلايا العصبية في منطقة الحُصَين تمامًا، إلى نتائج متضاربة: ففي بعضها يظهر على الحيوانات زيادةٌ في الاستجابة للتوتر، وزيادة في السلوكيات المشابهة لسلوكيات الاكتئاب، بينما لا تظهر هذه الاستجابات في بعض التجارب الأخرى.

يرى المتشككون أنَّ أعداد الخلايا التي ينتجها الدماغ البشري البالغ أقلُّ كثيرًا من أن تشكِّل أهميةً وظيفية. وهم يحاجُّون أيضًا بأنَّ إضافة خلايا جديدة قد يؤدي إلى الإخلال باستقرار الدوائر العصبية الموجودة؛ ومن ثَم فليست العملية بأكملها سوى إحدى البقايا التطورية التي ورثناها من أسلافنا.

يُعَد عالِم الأحياء العصبية التنموية باسكو راكيتش، الباحث في جامعة ييل، أكثرَ هؤلاء المتشككين صراحةً في التعبير عن رأيه. في بداية سبعينيات القرن العشرين، أجرى راكيتش سلسلةً من الدراسات البالغة التأثير، التي توضِّح كيفية انتقال الخلايا العصبية غير الناضجة عبر أدمغة القرود في مرحلة النمو، وقد ظل يدرُس القرود منذ ذلك الوقت. لقد فشل مراتٍ عديدةً في إيجاد دليل على تكوين الخلايا العصبية البالغة في القشرة المخية للقرود، وهو ينتقد طرق التمييز المستخدَمة في الكشف عن الخلايا الحديثة الولادة.

وبالرغم من الجدال، فسرعان ما أدَّى اكتشاف تكوين الخلايا العصبية والخلايا الجذعية العصبية في الدماغ البشري البالغ إلى ارتفاع الآمال بوجود علاجات بالخلايا الجذعية للإصابات والأمراض العصبية، وإلى اقتراح أسلوبين محتملين للكيفية التي قد تتطوَّر بها مثل هذه العلاجات. فنحن نعرف أنَّ الخلايا الجذعية يمكن أن تنقسم استجابةً لتعرُّض الدماغ لإصابةٍ ما؛ مما يشير إلى احتمالية استخدام آلية الإصلاح الذاتي هذه ذات يوم، من خلال تشجيع الخلايا الجذعية العصبية الذاتية النمو على استخدام خلايا جديدة تنتقل إلى موقع الإصابة، وتحل محلَّ الخلايا التالفة أو الميتة. أما الاستراتيجية الأخرى، فهي زرع خلايا جذعية في الدماغ، وتوجيهها إلى موقع الإصابة.

لا يزال فهمنا لبيولوجيا الخلايا الجذعية العصبية غير مكتمل على الإطلاق، ويواجه الباحثون الذين يحاولون تطويرَ مثل هذه العلاجات صعوباتٍ تقنيةً كبيرة. ومن أمثلة ذلك: أي أنواع الخلايا الجذعية هو الأنسب للزراعة، وهل يُحتمل أن تكون الأنواع المختلفة أنسبَ لمرضٍ محدَّد أو نوع محدَّد من الإصابة؟ وما العدد الأمثل الذي يمكن زراعته من الخلايا؟ وكيف يمكن التأكد من أنَّ الخلايا المزروعة ستعيش لفترة طويلة بما يكفي لأن تندمج وتساعد في استعادة الوظائف العصبية؟