معلومة

عدد معقدات التوافق النسيجي الكبير في الخلايا العصبية

عدد معقدات التوافق النسيجي الكبير في الخلايا العصبية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد قرأت أن الخلايا العصبية تحتوي على جزيئات MHC أقل نسبيًا من خلايا الجسم الأخرى. ما هي ميزة هذا؟


إن عرض المستضد بواسطة MHC سيؤدي إلى استجابة سامة للخلايا من قبل الجهاز المناعي ، وهو أمر جيد في العادة في الجسم لأن معظم الخلايا يمكنها الانقسام والتكاثر مرة أخرى. ومع ذلك ، فإن الخلايا العصبية غير فعالة بشكل خاص في التجدد من مثل هذا الهجوم ، وليس من السهل الحصول عليها ؛ هم أيضا مهمين إلى حد ما! من الأفضل عدم المخاطرة به ، إيه؟

ومع ذلك ، فإن التعبير العصبي عن MHC هو في الواقع حالة معقدة جدًا ، وهذه المقالة المفتوحة الوصول هي بداية جيدة في حفرة الأرانب (انظر أيضًا هنا ، هنا ، وهنا إذا كان لديك وصول).


عدد معقدات التوافق النسيجي الكبير في الخلايا العصبية - علم الأحياء

تنسق الخلايا العصبية والدبقية الإجراءات وتنقل الإشارات في الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي المحيطي.

أهداف التعلم

تذكر الاختلافات في التركيب والوظيفة بين الجهاز العصبي المركزي والمحيطي

الماخذ الرئيسية

النقاط الرئيسية

  • يحتوي الجهاز العصبي المركزي على الدماغ والحبل الشوكي ، ويتكون الجهاز العصبي المحيطي من الأعصاب والخلايا العصبية الحركية والجهاز العصبي اللاإرادي والجهاز العصبي المعوي.
  • ينسق الجهاز العصبي الإجراءات الإرادية وغير الطوعية للجسم عن طريق إرسال إشارات من الدماغ إلى أجزاء الجسم الأخرى والاستماع إلى التغذية الراجعة.
  • تختلف الأنظمة العصبية باختلاف الحيوانات ، فبعض اللافقاريات يفتقر إلى نظام عصبي حقيقي أو دماغ حقيقي ، بينما تمتلك اللافقاريات الأخرى دماغًا ونظامًا من الأعصاب.
  • على عكس الفقاريات ، ليس كل اللافقاريات لديها كل من الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي المحيطي وتقع الحبال العصبية بطنيًا وليس ظهرًا.
  • يتم تنفيذ وظائف الجهاز العصبي بواسطة نوعين من الخلايا: الخلايا العصبية التي تنقل الإشارات بينها وبين جزء من الجسم إلى جزء آخر ، والخلايا الدبقية التي تنظم التوازن وتوفر الدعم والحماية لوظيفة الخلايا العصبية.

الشروط الاساسية

  • الخلايا العصبية: خلية الجهاز العصبي التي تجري نبضات عصبية تتكون من محور عصبي وعدة تشعبات
  • الجهاز العصبي: جهاز عضو ينسق الجسم & # 8217 الإجراءات الطوعية واللاإرادية وينقل الإشارات بين أجزاء مختلفة من الجسم
  • الخلايا الدبقية: خلية في الجهاز العصبي تدعم وتحمي الخلايا العصبية

الجهاز العصبي: مقدمة

ينسق الجهاز العصبي الجسم & # 8217 الإجراءات الطوعية واللاإرادية وينقل الإشارات بين أجزاء مختلفة من الجسم. نشأ النسيج العصبي لأول مرة في الكائنات الشبيهة بالديدان منذ حوالي 550 إلى 600 مليون سنة. في معظم أنواع الحيوانات الفقارية ، تتكون من جزئين رئيسيين: الجهاز العصبي المركزي (CNS) والجهاز العصبي المحيطي (PNS). يحتوي الجهاز العصبي المركزي على الدماغ والنخاع الشوكي. يتكون الجهاز العصبي المحيطي بشكل أساسي من الأعصاب ، وهي ألياف طويلة تربط الجهاز العصبي المركزي بكل جزء آخر من الجسم. يشمل الجهاز العصبي المحيطي الخلايا العصبية الحركية (التي تتوسط في الحركة الإرادية) والجهاز العصبي اللاإرادي (الذي يتألف من الجهاز العصبي السمبثاوي والجهاز العصبي السمبثاوي الذي ينظم الوظائف اللاإرادية) والجهاز العصبي المعوي (جزء شبه مستقل من الجهاز العصبي وظيفته هو السيطرة على الجهاز الهضمي).

يقوم الجهاز العصبي بعدة وظائف في وقت واحد. على سبيل المثال ، أثناء القراءة ، يقوم النظام المرئي بمعالجة ما يتم رؤيته على الصفحة حيث يتحكم نظام المحرك في قلب الصفحات (أو النقر بالماوس) تحافظ قشرة الفص الجبهي على الانتباه. حتى الوظائف الأساسية ، مثل التنفس وتنظيم درجة حرارة الجسم ، يتحكم فيها الجهاز العصبي. الجهاز العصبي هو مركز تحكم الكائن الحي & # 8217s: يعالج المعلومات الحسية من خارج (وداخل) الجسم ويتحكم في جميع السلوكيات ، من الأكل إلى النوم إلى العثور على رفيقة.

الجهاز العصبي في العمل: يعمل الجهاز العصبي للرياضي بجد أثناء تخطيط وتنفيذ حركة بدقة مثل الوثب العالي. تشارك أجزاء من الجهاز العصبي في تحديد مدى صعوبة الدفع ومتى يجب الانعطاف ، بالإضافة إلى التحكم في العضلات في جميع أنحاء الجسم مما يجعل هذه الحركة المعقدة ممكنة دون هدم الشريط كله في بضع ثوانٍ فقط.

تختلف الأنظمة العصبية في جميع أنحاء المملكة الحيوانية من حيث التركيب والتعقيد. تفتقر بعض الكائنات الحية ، مثل الإسفنج البحري ، إلى نظام عصبي حقيقي. البعض الآخر ، مثل قنديل البحر ، يفتقر إلى العقل الحقيقي. بدلاً من ذلك ، لديهم نظام من الخلايا العصبية منفصلة ولكن متصلة (الخلايا العصبية) تسمى & # 8220 شبكة عصبية. & # 8221 شوكيات الجلد ، مثل نجوم البحر ، لديها خلايا عصبية مجمعة في ألياف تسمى الأعصاب. الديدان المفلطحة من فصيلة Platyhelminthes لها جهاز عصبي مركزي ، يتكون من & # 8220brain & # 8221 وحبلين عصبيين ، وجهاز عصبي محيطي يحتوي على نظام من الأعصاب التي تمتد في جميع أنحاء الجسم. الجهاز العصبي الحشري أكثر تعقيدًا ، ولكنه أيضًا لا مركزي إلى حد ما. يحتوي على دماغ وحبل عصبي بطني وعقد (مجموعات من الخلايا العصبية المتصلة). يمكن لهذه العقد أن تتحكم في الحركات والسلوكيات دون تدخل من الدماغ. قد يكون لدى Octopi أكثر الأجهزة العصبية اللافقارية تعقيدًا. لديهم خلايا عصبية منظمة في فصوص وأعين متخصصة تشبه بنيوياً أنواع الفقاريات.

أنظمة عصبية مختلفة: (أ) في الكائنات المجوفة ، تشكل الخلايا العصبية شبكة عصبية لامركزية. (ب) في شوكيات الجلد ، يتم تجميع الخلايا العصبية في ألياف تسمى الأعصاب. (ج) في الحيوانات التي تظهر تناظرًا ثنائيًا ، مثل المستوطنين ، تتجمع الخلايا العصبية في دماغ أمامي يعالج المعلومات. (د) بالإضافة إلى الدماغ ، تحتوي المفصليات على مجموعات من أجسام الخلايا العصبية ، تسمى العقد المحيطية ، وتقع على طول الحبل العصبي البطني. الرخويات ، مثل الحبار والأخطبوط ، التي يجب أن تصطاد للبقاء على قيد الحياة ، لديها أدمغة معقدة تحتوي على ملايين الخلايا العصبية. في الفقاريات (و) ، يتكون الدماغ والحبل الشوكي من الجهاز العصبي المركزي ، بينما تتكون الخلايا العصبية الممتدة إلى بقية الجسم من الجهاز العصبي المحيطي.

بالمقارنة مع اللافقاريات ، فإن الجهاز العصبي للفقاريات أكثر تعقيدًا ومركزية وتخصصًا. في حين أن هناك تنوعًا كبيرًا بين الأنظمة العصبية المختلفة للفقاريات ، إلا أنها تشترك جميعها في بنية أساسية: الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي المحيطي. أحد الاختلافات المثيرة للاهتمام بين الجهاز العصبي للافقاريات والفقاريات هو أن الحبال العصبية للعديد من اللافقاريات تقع بطنيًا (بالقرب من البطن) ، بينما تقع الحبال الشوكية للفقاريات ظهريًا (بالقرب من الظهر). هناك جدل بين علماء الأحياء التطورية حول ما إذا كانت هذه الخطط المختلفة للجهاز العصبي قد تطورت بشكل منفصل أو ما إذا كان ترتيب خطة جسم اللافقاريات بطريقة ما & # 8220 flipped & # 8221 أثناء تطور الفقاريات.

يتكون الجهاز العصبي من الخلايا العصبية ، والخلايا المتخصصة التي يمكنها استقبال ونقل الإشارات الكيميائية أو الكهربائية ، والخلايا الدبقية التي توفر وظائف الدعم للخلايا العصبية من خلال لعب دور معالجة المعلومات المكمّل للخلايا العصبية. يمكن مقارنة الخلية العصبية بسلك كهربائي: فهي تنقل إشارة من مكان إلى آخر. يمكن مقارنة Glia بالعاملين في شركة الكهرباء الذين يتأكدون من أن الأسلاك تذهب إلى الأماكن الصحيحة ، وتحافظ على الأسلاك ، وتزيل الأسلاك المكسورة. على الرغم من أن الخلايا الدبقية تدعم الخلايا العصبية ، إلا أن الأدلة الحديثة تشير إلى أنها تقوم أيضًا ببعض وظائف إرسال الإشارات للخلايا العصبية.


بيولوجيا الخلية الجزيئية. الطبعة الرابعة.

في هذا القسم التمهيدي ، نصف الميزات الهيكلية التي تنفرد بها الخلايا العصبية وأنواع الإشارات الكهربائية التي تستخدمها لمعالجة المعلومات ونقلها. نقدم بعد ذلك المشابك العصبية ، والمواقع المتخصصة حيث ترسل الخلايا العصبية وتستقبل المعلومات من الخلايا الأخرى ، وبعض الدوائر التي تسمح لمجموعات من الخلايا العصبية بتنسيق العمليات المعقدة. سيتم تناول كل من هذه الموضوعات بمزيد من التفصيل في أقسام لاحقة من الفصل.


35.1 الخلايا العصبية والخلايا الدبقية

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • قائمة ووصف وظائف المكونات الهيكلية للخلايا العصبية
  • قائمة ووصف الأنواع الأربعة الرئيسية من الخلايا العصبية
  • قارن بين وظائف الأنواع المختلفة من الخلايا الدبقية

تختلف الأنظمة العصبية في جميع أنحاء المملكة الحيوانية من حيث التركيب والتعقيد ، كما يتضح من تنوع الحيوانات الموضحة في الشكل 35.2. تفتقر بعض الكائنات الحية ، مثل إسفنج البحر ، إلى نظام عصبي حقيقي. البعض الآخر ، مثل قنديل البحر ، يفتقر إلى دماغ حقيقي وبدلاً من ذلك لديه نظام من الخلايا العصبية المنفصلة ولكن المتصلة (الخلايا العصبية) تسمى "الشبكة العصبية". تحتوي شوكيات الجلد مثل نجوم البحر على خلايا عصبية مجمعة في ألياف تسمى الأعصاب. الديدان المفلطحة من فصيلة Platyhelminthes لها جهاز عصبي مركزي (CNS) ، يتكون من "دماغ" صغير وحبلين عصبيين ، وجهاز عصبي محيطي (PNS) يحتوي على نظام من الأعصاب التي تمتد في جميع أنحاء الجسم. يعتبر الجهاز العصبي الحشري أكثر تعقيدًا ولكنه أيضًا لا مركزي إلى حد ما. يحتوي على دماغ وحبل عصبي بطني وعقد (مجموعات من الخلايا العصبية المتصلة). يمكن لهذه العقد أن تتحكم في الحركات والسلوكيات دون تدخل من الدماغ. قد يكون لدى Octopi أكثر الأجهزة العصبية اللافقارية تعقيدًا - فهي تحتوي على عصبونات منظمة في فصوص وأعين متخصصة تشبه بنيوياً أنواع الفقاريات.

بالمقارنة مع اللافقاريات ، فإن الجهاز العصبي للفقاريات أكثر تعقيدًا ومركزية وتخصصًا. في حين أن هناك تنوعًا كبيرًا بين الأنظمة العصبية المختلفة للفقاريات ، إلا أنها تشترك جميعها في بنية أساسية: الجهاز العصبي المركزي الذي يحتوي على الدماغ والحبل الشوكي والجهاز العصبي المحيطي المكون من الأعصاب الحسية والحركية المحيطية. أحد الاختلافات المثيرة للاهتمام بين الجهازين العصبيين للافقاريات والفقاريات هو أن الحبال العصبية للعديد من اللافقاريات تقع بطنيًا بينما تقع الحبال الشوكية للفقاريات ظهريًا. هناك جدل بين علماء الأحياء التطورية حول ما إذا كانت هذه الخطط المختلفة للجهاز العصبي قد تطورت بشكل منفصل أو ما إذا كان ترتيب خطة جسم اللافقاريات "انقلب" بطريقة ما أثناء تطور الفقاريات.

ارتباط بالتعلم

شاهد هذا الفيديو لعالم الأحياء مارك كيرشنر وهو يناقش ظاهرة "التقليب" لتطور الفقاريات.

يتكون الجهاز العصبي من الخلايا العصبية ، والخلايا المتخصصة التي يمكنها استقبال ونقل الإشارات الكيميائية أو الكهربائية ، والخلايا الدبقية التي توفر وظائف الدعم للخلايا العصبية من خلال لعب دور معالجة المعلومات المكمّل للخلايا العصبية. يمكن مقارنة الخلية العصبية بسلك كهربائي - فهي تنقل إشارة من مكان إلى آخر. يمكن مقارنة Glia بالعاملين في شركة الكهرباء الذين يتأكدون من أن الأسلاك تذهب إلى الأماكن الصحيحة ، وتحافظ على الأسلاك ، وتزيل الأسلاك المكسورة. على الرغم من مقارنة الخلايا الدبقية بالعاملين ، تشير الدلائل الحديثة إلى أنها تغتصب أيضًا بعض وظائف الإشارات للخلايا العصبية.

هناك تنوع كبير في أنواع الخلايا العصبية والدبقية الموجودة في أجزاء مختلفة من الجهاز العصبي. هناك أربعة أنواع رئيسية من الخلايا العصبية ، وهي تشترك في العديد من المكونات الخلوية المهمة.

الخلايا العصبية

الجهاز العصبي لذبابة المختبر الشائعة ، ذبابة الفاكهة سوداء البطن، يحتوي على حوالي 100،000 خلية عصبية ، وهو نفس عدد سرطان البحر. يقارن هذا الرقم بـ 75 مليون في الفئران و 300 مليون في الأخطبوط. يحتوي دماغ الإنسان على حوالي 86 مليار خلية عصبية. على الرغم من هذه الأرقام المختلفة للغاية ، فإن الأجهزة العصبية لهذه الحيوانات تتحكم في العديد من السلوكيات نفسها - من ردود الفعل الأساسية إلى السلوكيات الأكثر تعقيدًا مثل العثور على الطعام ومغازلة الأصدقاء. إن قدرة الخلايا العصبية على التواصل مع بعضها البعض وكذلك مع الأنواع الأخرى من الخلايا تكمن وراء كل هذه السلوكيات.

تشترك معظم الخلايا العصبية في نفس المكونات الخلوية. لكن الخلايا العصبية أيضًا شديدة التخصص - لأنواع مختلفة من الخلايا العصبية لها أحجام وأشكال مختلفة تتعلق بأدوارها الوظيفية.

أجزاء من الخلايا العصبية

مثل الخلايا الأخرى ، يحتوي كل خلية عصبية على جسم خلوي (أو سوما) يحتوي على نواة ، وشبكة إندوبلازمية ناعمة وخشنة ، وجهاز جولجي ، وميتوكوندريا ، ومكونات خلوية أخرى. تحتوي الخلايا العصبية أيضًا على هياكل فريدة ، موضحة في الشكل 35.3 لاستقبال وإرسال الإشارات الكهربائية التي تجعل الاتصال العصبي ممكنًا. التشعبات هي هياكل شبيهة بالأشجار تمتد بعيدًا عن جسم الخلية لتلقي الرسائل من الخلايا العصبية الأخرى عند تقاطعات متخصصة تسمى نقاط الاشتباك العصبي. على الرغم من أن بعض الخلايا العصبية لا تحتوي على أي تشعبات ، فإن بعض أنواع الخلايا العصبية لها تشعبات متعددة. يمكن أن تحتوي التشعبات على نتوءات صغيرة تسمى العمود الفقري الشجيري ، والتي تزيد من مساحة السطح للوصلات المشبكية المحتملة.

بمجرد تلقي إشارة من التغصنات ، تنتقل بعد ذلك بشكل سلبي إلى جسم الخلية. يحتوي جسم الخلية على هيكل متخصص ، وهو المحور المحوري الذي يدمج الإشارات من نقاط الاشتباك العصبي المتعددة ويعمل كوصلة بين جسم الخلية والمحور. المحوار عبارة عن هيكل يشبه الأنبوب ينشر الإشارة المتكاملة إلى نهايات متخصصة تسمى محطات المحاور. تتشابك هذه المحطات بدورها على الخلايا العصبية الأخرى أو العضلات أو الأعضاء المستهدفة. تسمح المواد الكيميائية التي يتم إطلاقها في محطات المحوار بإيصال الإشارات إلى هذه الخلايا الأخرى. تحتوي الخلايا العصبية عادةً على محور أو محورين ، لكن بعض الخلايا العصبية ، مثل خلايا amacrine في شبكية العين ، لا تحتوي على أي محاور. بعض المحاور مغطاة بمايلين ، الذي يعمل كعازل لتقليل تبديد الإشارة الكهربائية أثناء انتقالها إلى أسفل المحور العصبي ، مما يزيد بشكل كبير من سرعة التوصيل. هذا العزل مهم لأن المحوار من الخلايا العصبية الحركية البشرية يمكن أن يصل طوله إلى متر - من قاعدة العمود الفقري إلى أصابع القدم. غمد المايلين ليس في الواقع جزءًا من الخلايا العصبية. يتم إنتاج المايلين بواسطة الخلايا الدبقية. على طول المحور العصبي توجد فجوات دورية في غمد الميالين. تسمى هذه الفجوات عقد Ranvier وهي مواقع يتم فيها "إعادة شحن" الإشارة أثناء انتقالها على طول المحور المحوري.

من المهم أن نلاحظ أن خلية عصبية واحدة لا تعمل بمفردها - يعتمد الاتصال العصبي على الروابط التي تقوم بها الخلايا العصبية مع بعضها البعض (وكذلك مع الخلايا الأخرى ، مثل الخلايا العضلية). قد تتلقى التشعبات من خلية عصبية واحدة اتصال متشابك من العديد من الخلايا العصبية الأخرى. على سبيل المثال ، يُعتقد أن التشعبات من خلية بركنجي في المخيخ تتلقى اتصالًا من ما يصل إلى 200000 خلية عصبية أخرى.

اتصال مرئي

أي من العبارات التالية غير صحيح؟

  1. سوما هي جسم خلية خلية عصبية.
  2. يوفر غمد المايلين طبقة عازلة للتشعبات.
  3. تقوم المحاور بحمل الإشارة من سوما إلى الهدف.
  4. التشعبات تحمل الإشارة إلى سوما.

أنواع الخلايا العصبية

هناك أنواع مختلفة من الخلايا العصبية ، ويعتمد الدور الوظيفي للخلايا العصبية المعينة بشكل وثيق على بنيتها. هناك تنوع مذهل في أشكال وأحجام الخلايا العصبية الموجودة في أجزاء مختلفة من الجهاز العصبي (وعبر الأنواع) ، كما هو موضح في الخلايا العصبية الموضحة في الشكل 35.4.

في حين أن هناك العديد من الأنواع الفرعية للخلايا العصبية المحددة ، فإن الخلايا العصبية تنقسم على نطاق واسع إلى أربعة أنواع أساسية: أحادي القطب ، ثنائي القطب ، متعدد الأقطاب ، و pseudounipolar. يوضح الشكل 35.5 هذه الأنواع الأربعة الأساسية من الخلايا العصبية. الخلايا العصبية أحادية القطب لها هيكل واحد فقط يمتد بعيدًا عن سوما. لا توجد هذه الخلايا العصبية في الفقاريات ولكنها توجد في الحشرات حيث تحفز العضلات أو الغدد. يحتوي العصبون ثنائي القطب على محور عصبي واحد وتغصن واحد يمتد من سوما. مثال على الخلايا العصبية ثنائية القطب هو خلية ثنائية القطب في شبكية العين ، والتي تتلقى إشارات من الخلايا المستقبلة للضوء الحساسة للضوء وتنقل هذه الإشارات إلى الخلايا العقدية التي تحمل الإشارة إلى الدماغ. الخلايا العصبية متعددة الأقطاب هي أكثر أنواع الخلايا العصبية شيوعًا. يحتوي كل خلية عصبية متعددة الأقطاب على محور عصبي واحد وتشعبات متعددة. يمكن العثور على الخلايا العصبية متعددة الأقطاب في الجهاز العصبي المركزي (الدماغ والحبل الشوكي). مثال على الخلايا العصبية متعددة الأقطاب هي خلية بركنجي في المخيخ ، والتي تحتوي على العديد من التشعبات المتفرعة ولكن فقط محور عصبي واحد. تشترك الخلايا الكاذبة القطبية في الخصائص مع كل من الخلايا أحادية القطب وثنائية القطب. تحتوي الخلية شبه القطبية الكاذبة على عملية واحدة تمتد من سوما ، مثل الخلية أحادية القطب ، لكن هذه العملية تتفرع لاحقًا إلى بنيتين متميزتين ، مثل الخلية ثنائية القطب. معظم الخلايا العصبية الحسية هي شبه قطبية ولها محور عصبي يتفرع إلى امتدادين: أحدهما متصل بالتشعبات التي تتلقى المعلومات الحسية والآخر ينقل هذه المعلومات إلى النخاع الشوكي.

اتصال يومي

تكوين الخلايا العصبية

في وقت ما ، اعتقد العلماء أن الناس يولدون بكل الخلايا العصبية التي قد تكون لديهم في أي وقت. تشير الأبحاث التي أجريت خلال العقود القليلة الماضية إلى أن تكوين الخلايا العصبية ، ولادة خلايا عصبية جديدة ، يستمر حتى مرحلة البلوغ. تم اكتشاف تكوين الخلايا العصبية لأول مرة في الطيور المغردة التي تنتج خلايا عصبية جديدة أثناء تعلم الأغاني. بالنسبة للثدييات ، تلعب الخلايا العصبية الجديدة أيضًا دورًا مهمًا في التعلم: حوالي 1000 خلية عصبية جديدة تتطور في الحُصين (بنية دماغية تشارك في التعلم والذاكرة) كل يوم. بينما تموت معظم الخلايا العصبية الجديدة ، وجد الباحثون أن الزيادة في عدد الخلايا العصبية الجديدة الباقية في الحُصين ترتبط بمدى نجاح الفئران في تعلم مهمة جديدة. ومن المثير للاهتمام أن كلاً من التمارين وبعض الأدوية المضادة للاكتئاب تعزز أيضًا تكوين الخلايا العصبية في الحُصين. الإجهاد له تأثير معاكس. في حين أن تكون الخلايا العصبية محدودة جدًا مقارنة بالتجدد في الأنسجة الأخرى ، فقد يؤدي البحث في هذا المجال إلى علاجات جديدة لاضطرابات مثل مرض الزهايمر والسكتة الدماغية والصرع.

كيف يتعرف العلماء على الخلايا العصبية الجديدة؟ يمكن للباحث حقن مركب يسمى بروموديوكسيوريدين (BrdU) في دماغ الحيوان. بينما ستتعرض جميع الخلايا لـ BrdU ، سيتم دمج BrdU فقط في الحمض النووي للخلايا المولدة حديثًا الموجودة في المرحلة S. يمكن استخدام تقنية تسمى الكيمياء الهيستولوجية المناعية لإرفاق ملصق الفلورسنت بـ BrdU المدمج ، ويمكن للباحث استخدام المجهر الفلوري لتصور وجود BrdU ، وبالتالي الخلايا العصبية الجديدة ، في أنسجة المخ. الشكل 35.6 عبارة عن صورة مجهرية تظهر الخلايا العصبية ذات العلامات الفلورية في قرن آمون من الفئران.

ارتباط بالتعلم

يحتوي هذا الموقع على مزيد من المعلومات حول تكوين الخلايا العصبية ، بما في ذلك محاكاة معملية تفاعلية وفيديو يشرح كيف تقوم BrdU بتسمية الخلايا الجديدة.

بينما يُعتقد غالبًا أن الخلايا الدبقية هي القوالب الداعمة للجهاز العصبي ، فإن عدد الخلايا الدبقية في الدماغ يفوق عدد الخلايا العصبية بعامل عشرة. لن تتمكن الخلايا العصبية من العمل بدون الأدوار الحيوية التي تؤديها هذه الخلايا الدبقية. تقوم الخلايا الدبقية بتوجيه الخلايا العصبية النامية إلى وجهاتها ، والأيونات العازلة والمواد الكيميائية التي من شأنها أن تضر الخلايا العصبية ، وتوفر أغلفة المايلين حول المحاور. اكتشف العلماء مؤخرًا أنهم يلعبون أيضًا دورًا في الاستجابة للنشاط العصبي وتعديل الاتصال بين الخلايا العصبية. عندما لا تعمل الخلايا الدبقية بشكل صحيح ، يمكن أن تكون النتيجة كارثية - تحدث معظم أورام الدماغ بسبب طفرات في الخلايا الدبقية.

أنواع الدبقية

هناك عدة أنواع مختلفة من الخلايا الدبقية ذات وظائف مختلفة ، اثنان منها موضحان في الشكل 35.7. الخلايا النجمية الموضحة في الشكل 35.8 أ تتواصل مع كل من الشعيرات الدموية والخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي. أنها توفر العناصر الغذائية والمواد الأخرى للخلايا العصبية ، وتنظم تركيزات الأيونات والمواد الكيميائية في السائل خارج الخلية ، وتوفر الدعم الهيكلي لنقاط الاشتباك العصبي. تشكل الخلايا النجمية أيضًا الحاجز الدموي الدماغي - وهي بنية تمنع دخول المواد السامة إلى الدماغ. تم إثبات أن الخلايا النجمية ، على وجه الخصوص ، من خلال تجارب تصوير الكالسيوم تصبح نشطة استجابة لنشاط الأعصاب ، وتنقل موجات الكالسيوم بين الخلايا النجمية ، وتعديل نشاط المشابك المحيطة. توفر الخلايا الدبقية الساتلية العناصر الغذائية والدعم الهيكلي للخلايا العصبية في الجهاز العصبي المحيطي. تنقب الخلايا الدبقية الصغيرة وتحلل الخلايا الميتة وتحمي الدماغ من غزو الكائنات الحية الدقيقة. تشكل الخلايا الدبقية قليلة التغصن ، الموضحة في الشكل 35.8 ب ، أغلفة المايلين حول محاور عصبية في الجهاز العصبي المركزي. يمكن أن يكون أحد المحاور ميالين بواسطة عدة خلايا قليلة التغصن ، ويمكن أن توفر خلية قليلة التغصن المايلين لعدة خلايا عصبية. هذا مميز عن الجهاز العصبي المحيطي حيث توفر خلية شوان واحدة المايلين لمحور عصبي واحد فقط حيث تحيط خلية شوان بأكملها بالمحور. تعمل الخلايا الدبقية الشعاعية كسقالات لتطوير الخلايا العصبية عندما تهاجر إلى وجهاتها النهائية. تبطن الخلايا البطانية العصبية البطينين المملوءين بالسوائل في الدماغ والقناة المركزية للحبل الشوكي. يشاركون في إنتاج السائل النخاعي ، الذي يعمل بمثابة وسادة للدماغ ، وينقل السائل بين النخاع الشوكي والدماغ ، وهو مكون للضفيرة المشيمية.


تمتلك الأفيال أكبر عدد من الخلايا العصبية. لماذا ليسوا أذكى الحيوانات؟

لماذا لا تعتبر الأفيال من أذكى الحيوانات لأن لديها معظم الخلايا العصبية؟ ظهر في الأصل على Quora: المكان المناسب لاكتساب المعرفة ومشاركتها ، وتمكين الناس من التعلم من الآخرين وفهم العالم بشكل أفضل.

إجابة فابيان فان دن بيرغ ، عالم النفس العصبي ، على موقع Quora:

لماذا لا تعتبر الأفيال من أذكى الحيوانات لأن لديها معظم الخلايا العصبية؟

كثيرًا ما نسمع أن عبارة "الأكبر هو الأفضل" والتي قد تكون صحيحة بالنسبة لشيكات الدفع ولكن ليس للأشياء الأخرى. أنا بالطبع أتحدث عن الأدمغة ، ماذا أيضًا؟ تتمتع الطبيعة بتنوع مذهل في الحياة ، ولكل منها دماغ فريد. تنمو بعض هذه الأدمغة لتصبح أعضاء ضخمة ، مثل عضو الفيل الأفريقي الذي يبلغ وزنه 5 كجم (11 رطلاً) و 257 مليار خلية عصبية. تبقى بعض الأدمغة صغيرة ، مثل تلك الموجودة في الديدان الأسطوانية التي تأتي بجزء بسيط فقط من الجرام مع حوالي 300 خلية عصبية في المجموع. ويحتل البشر مرتبة في الوسط ، بدماغ 1.4 كجم (3 أرطال) ويعطون أو يأخذون 86 مليار خلية عصبية.

هذا يطرح السؤال ، إذا كانت الحيوانات تتفوق على البشر مثل الأفيال ، فلماذا نحن أذكى مخلوق على وجه الأرض؟ كيف يعقل أن الفيل الذي يحتوي على ما يقرب من 3 أضعاف عدد الخلايا العصبية لا يضحك على صراعنا مع ميكانيكا الكم؟

مثل تقرير إخباري في وقت متأخر من الليل ، قد يفاجئك السبب. لنقولها بصراحة ، البشر ليسوا كلهم ​​مميزين. كما ذكرنا أعلاه ، ليس لدينا أكبر دماغ يحتوي على معظم الخلايا العصبية. كما أننا لا نمتلك دماغًا به أكبر مساحة سطحية للدلافين تضربنا هناك بطيات دماغها المعقدة بشكل مذهل. نقترب قليلاً إذا أخذنا حجم الجسم في الحسبان ، لكننا سنخسر من قرد القرد (نوع من القرد الصغير الذي ليس بكل هذا السطوع بصراحة). تم تطوير مقياس جديد يسمى "حاصل الدماغ" (EQ) ، والذي يأخذ في الاعتبار أن العلاقة بين الدماغ وحجم الجسم ليست خطية. إنها صيغة كاملة ، لكنها أعطتنا ما نحتاجه من أجل الأنا ، كنا في القمة! بناءً على حجمنا ، لدينا دماغ أكبر بسبع مرات مما ينبغي أن يكون. يبدو رائعًا بالنسبة لنا ، لكن الإجراء فشل قليلاً بالنسبة للحيوانات الأخرى. يجب أن يكون قرد الريسوس أكثر ذكاءً من الغوريلا إذا صدقنا معدل الذكاء ، وهذا ليس هو الحال. هذا يعيدنا إلى المربع الأول.

لا يبرز البشر كثيرًا بشكل عام ، إلا عندما يتعلق الأمر بالذكاء. الحجم المطلق للدماغ ليس هو ما يجعلنا أذكياء ، ولا مساحة السطح ، ولا كثافة الخلايا العصبية. إذن لماذا الفيل ، الذي يمتلك دماغًا ضخمًا وعددًا أكبر من الخلايا العصبية ، ليس ذكيًا أو حتى أذكى من الإنسان؟ هذا هو المكان الذي يصبح فيه علم الأعصاب وعلم الأحياء صعبًا بعض الشيء ، قد يساعد مثال.

فكر في أسرع كمبيوتر عملاق في العالم. في وقت كتابة هذا التقرير ، كانت تلك هي القمة التي عقدتها شركة IBM. يحتوي على 9.216 وحدة معالجة مركزية رائعة و 27.648 وحدة معالجة رسومات ويمكنه إجراء 200 كوادريليون عملية حسابية في الثانية. للمقارنة ، قد يتطلب الأمر من كل شخص على وجه الأرض العمل معًا ، وإجراء عملية حسابية واحدة في الثانية لمدة عام تقريبًا للقيام بما يمكن أن تفعله هذه الآلة في ثانية واحدة. تم تعيينه لنمذجة الكون ، واستكشاف السرطان ، واكتشاف الجينات على نطاق لا يمكننا تخيله. لكن هل يمكنها تشغيل Minecraft؟ لا لا تستطيع. ومع ذلك ، يمكن للكمبيوتر المحمول القديم i7 رباعي النواة تشغيل Minecraft بشكل جيد. أليس هذا غريبًا ، فالكمبيوتر الهائل الذي يحتوي على ذاكرة وقدرة معالجة أكبر مما يناسب شقتي لا يمكنه تشغيل لعبة بسيطة يستطيع الكمبيوتر المحمول المتهالك تشغيلها؟ الكثير من أجهزة الكمبيوتر "فائقة".

الحقيقة هي أن الشيء غير مصمم لتشغيل Minecraft. إنه مصمم لتشغيل تلك النماذج الفلكية والبيولوجية المعقدة ، بينما تم تصميم الكمبيوتر المحمول الخاص بي لتشغيل الألعاب ومختلف المهام الأخرى المفيدة بالنسبة لي. أنا متأكد من أنه مع بعض العبث يمكنك تشغيل أي لعبة على تلك الأنظمة ، لكنك بالتأكيد ستقع في مشكلة بسبب ذلك. عند مقارنة الأدمغة ، فإن العدد المطلق للخلايا العصبية ليس الشيء الوحيد الذي نحتاج إلى النظر إليه. تمامًا مثل قوة المعالجة المطلقة ليست الشيء الوحيد الذي تبحث عنه عندما تحتاج إلى لعب Minecraft. ما هو موجود في الجهاز ، وكيفية اتصاله ، وكيف يتفاعل ، كل ذلك يتغير اعتمادًا على الغرض من الكمبيوتر.

تختلف أدمغة الإنسان وعقل الفيل في أكثر من طريقة. الأجزاء المختلفة لها تركيزات مختلفة من الخلايا العصبية على سبيل المثال. على الرغم من أن الأفيال لديها ثلاثة أضعاف عدد الخلايا العصبية ، إلا أن الأفيال لديها ثلث عدد الخلايا العصبية في قشرتها الدماغية. تصادف أن القشرة هي جزء من الدماغ نربطه بالكثير من "الوظائف المعرفية العليا" والذكاء. تتركز جميع خلايا دماغ الفيل في مناطق أخرى ، مثل المخيخ الذي يستخدم للحركات (يبدو هذا الجذع قادرًا جدًا).

الطريقة التي يتم بها تجميع الدماغ هي عامل آخر. نقدر أن إنسان نياندرتال كان لديه أدمغة أكبر منا ، حيث كان لديه قدرة على دماغ 1600 سم 3. عندما زرع الباحثون مؤخرًا بعضًا من مادة دماغ إنسان نياندرتال ، رأينا أنها مختلفة تمامًا عن دماغنا. كانت الأدمغة البشرية المصغرة كرات لطيفة وسلسة ، بينما كانت أدمغة الإنسان البدائي أشبه بالفشار. لا تزال العواقب غير واضحة ، لكنها تقودنا إلى هذه النقطة: الأدمغة معقدة. الأدمغة ليست كتلًا متجانسة من الخلايا العصبية والخلايا الداعمة. الأدمغة لها بنية ، والخلايا العصبية تشكل أعمدة وطبقات ، ولها مسارات محددة لإرسال واستقبال معلومات محددة. تؤثر الطريقة التي يتم بها تنظيم الخلايا العصبية وتوصيلها على ماذا وكيف تعالج المعلومات. الحيوانات المختلفة لها احتياجات مختلفة وحواس مختلفة وأجسام مختلفة. تتشكل الأدمغة للتعامل مع كل ذلك. يحتاج الفيل إلى التحكم في جذعه للحصول على الطعام ، وليس حل مسائل الرياضيات للحصول على درجات جيدة.

كما ذكرنا في البداية ، تتمتع الطبيعة بتنوع مذهل في الحياة والأدمغة. لقد تم نحت هذه العقول من خلال التطور على مدى ملايين السنين ، والتطور لا يهتم بالذكاء بقدر اهتمامنا. التطور هو عملية بدون أهداف بدلاً من ذلك يستغرق أكثر من "جيد بما فيه الكفاية" مقاربة. يجب أن يعمل الكائن الحي في بيئته. بالنسبة لفيلنا ، فإن دماغ الفيل مثالي تمامًا للقيام بأشياء الأفيال ، فهو قمة الفيل.

كان لدى البشر تكتيكات بقاء مختلفة وتحديات تطورية. لم تكن لدينا مخالب ولم تكن كبيرة وقوية ، بل كنا أذكياء واجتماعيين. من الناحية التطورية ، نراهن على كل شيء على دماغنا ، والذي تنعكسه قشرة الدماغ لدينا. على عكس القياسات الأخرى ، عادةً ما تأتي القشرة الدماغية لدينا في المقدمة مقارنةً بالحيوانات الأخرى. حتى عند مقارنتها بالرئيسيات الأخرى ، فإن قشرتنا مذهلة (في التنظيم أكثر من الحجم). إنها تتطلب الكثير من الوقود ، مما يجعل من المعقول جدًا افتراض أننا تغلبنا على الرئيسيات الأخرى في لعبة الذكاء لأننا بدأنا الطهي. لكن هذه قصة ليوم آخر.

الذكاء مفهوم بعيد المنال لا نعرف حقًا على وجه اليقين ما الذي يجعل نوعًا ما أكثر ذكاءً من الآخر. سيستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن نحصل على إجابات نهائية ، لكننا نعلم أن الأمر يتعلق بالعديد من العوامل. حجم الدماغ ، عدد الخلايا العصبية ، عدد الوصلات ، الهياكل المختلفة ، الكثافة ، كيفية اتصالهم ، كلهم ​​يلعبون دورًا. لا يوجد مقياس واحد يمكنه تفسير سبب كون بعض الحيوانات أكثر ذكاءً من غيرها ، ناهيك عن سبب كون بعض البشر أكثر ذكاءً من البعض الآخر.

الفيل ليس ذكيًا مثل الإنسان ، لأن دماغ الفيل يتشكل ويتم توصيله بأسلاك للقيام بأشياء الفيل. تمامًا مثل الكمبيوتر العملاق ليس مصممًا للعب Minecraft ، ولكنه يركز على محاكاة المستعرات الأعظمية. تقوم أدمغة البشر بأشياء بشرية بدلاً من الأشياء التي تصنعها الأفيال في الواقع ، فنحن نصنع أفيالًا رهيبة.

ليس حجم الدماغ المهم هو كيفية استخدامه.

هذا السؤال ظهر في الأصل على موقع Quora - مكان لاكتساب المعرفة ومشاركتها ، وتمكين الناس من التعلم من الآخرين وفهم العالم بشكل أفضل. يمكنك متابعة Quora على Twitter و Facebook و Google+. المزيد من الأسئلة:


محتويات

الخلايا العصبية هي الخلايا التي تنقل المعلومات في الجهاز العصبي للحيوان حتى تتمكن من استشعار المحفزات من بيئتها والتصرف وفقًا لذلك. لا تمتلك كل الحيوانات خلايا عصبية تريشوبلاكس والإسفنج يفتقر إلى الخلايا العصبية تمامًا.

يمكن أن تتكدس الخلايا العصبية لتكوين هياكل مثل دماغ الفقاريات أو العقد العصبية للحشرات.

يُعد عدد الخلايا العصبية ووفرة نسبتها في أجزاء مختلفة من الدماغ عاملاً محددًا للوظيفة العصبية ، وبالتالي للسلوك.

جميع أرقام الخلايا العصبية (باستثناء Caenorhabditis و Ciona) ، وجميع أرقام نقاط الاشتباك العصبي (باستثناء Ciona) هي تقديرات.

القشرة الدماغية هي بنية ذات أهمية خاصة عند التقاطع بين علم التشريح العصبي المقارن وعلم النفس المعرفي المقارن. تاريخيًا ، كان من المفترض أنه نظرًا لأن الثدييات فقط هي التي تمتلك قشرة دماغية ، فإنها فقط تستفيد من وظائف معالجة المعلومات المرتبطة بها ، ولا سيما الوعي والفكر. [57] من المعروف الآن أن الزواحف غير الطيور لديها أيضًا قشرة دماغية وأن الطيور لها مكافئ وظيفي يسمى الحافة البطينية الظهرية (DVR) ، والذي يبدو في الواقع أنه تعديل لاحق لقشرة الزواحف. يشير الفهم الحديث للتشريح العصبي المقارن الآن إلى أنه بالنسبة لجميع الفقاريات ، فإن الباليوم يتوافق تقريبًا مع هذا الهيكل الترابطي الحسي العام. [٥٨] ومن وجهة النظر المقبولة على نطاق واسع أن المفصليات والديدان ذات الصلة الوثيقة لها بنية مكافئة ، الجسم البدني ، والمعروف أكثر باسم أجسام الفطر. في الواقع ، قد يكون لهذه البنية في اللافقاريات والفقاريات في الفقاريات أصل تطوري مشترك من سلف مشترك. [59]

بالنظر إلى الوظيفة الواضحة للبنية الترابطية الحسية ، فقد تم اقتراح أن العدد الإجمالي للخلايا العصبية في الباليوم أو ما يعادله قد يكون أفضل مؤشر على الذكاء عند مقارنة الأنواع ، كونه أكثر تمثيلا من إجمالي كتلة الدماغ أو الحجم ، الدماغ- نسبة كتلة الجسم ، أو حاصل الدماغ (EQ). [1] وبالتالي قد يُفترض بشكل معقول أن العدد الإجمالي للخلايا العصبية في التركيب الحسي الترابطي المقابل للحيوان يرتبط ارتباطًا وثيقًا بدرجة وعيه واتساع وتنوع الخبرات الذاتية والذكاء. [1]

تشمل الطرق المستخدمة للوصول إلى الأرقام في هذه القائمة تعداد الخلايا العصبية بواسطة مجزئ متناحي ، أو مجزئ ضوئي أو تقدير بناءً على الارتباطات التي لوحظت بين عدد الخلايا العصبية القشرية وكتلة الدماغ ضمن الأصناف وثيقة الصلة. غالبًا ما يُعتبر التجزئة الخواص أكثر وضوحًا وموثوقية من التجزئة الضوئية التي قد تؤدي إلى المبالغة في التقدير والتقليل من شأنها. [60] يعتبر التقدير على أساس كتلة الدماغ والأصناف الطريقة الأقل موثوقية.


مطاردة البروتين المناعي في الدماغ يمكن أن يلقي الضوء على مرض التوحد

اكتشف أحد المختبرات في جامعة برينستون أن بروتينًا مشهورًا بدوره في الجهاز المناعي نشط أيضًا في الدماغ وقد يكون مفتاحًا لفهم بعض حالات التوحد.

قبل خمسة عشر عامًا ، كان يعتقد أن البروتينات التي راهن بها عالم الأعصاب في جامعة برينستون ليزا بولانجر مسيرتها على & # 8217t موجودة في الدماغ. تُعرف باسم معقد التوافق النسيجي الرئيسي من الفئة الأولى ، أو بروتينات MHCI ، وهي ضرورية للاستجابة المناعية التكيفية. كان الاعتقاد السائد في ذلك الوقت أن الدماغ هو منطقة من الجسم لم يكن فيها الجهاز المناعي نشطًا. لن تحتاج ببساطة & # 8217t إلى MHCs.

مفاجأة مناعية بصفته باحثًا في مرحلة ما بعد الدكتوراة في جامعة هارفارد ، كان بولانجر يدرس كيف يتشكل إدراك العمق في الدماغ ، وقام بعمل فحص غير متحيز للجينات المسؤولة. بشكل غير متوقع ، ظهرت جينات معقد التوافق النسيجي الكبير.

& # 8220 افترضنا أنه كان خطأ ، & # 8221 قالت. & # 8220 لأنه إذا فتحت أي كتاب مناعي ، فإن فصل MHC يبدأ بقوله & # 8217s الموجود في معظم الخلايا المنواة في الجسم باستثناء الخلايا العصبية. & # 8221

لكنه لم يكن & # 8217t خطأ. في السنوات التي تلت ذلك ، أصبح من الواضح أن MHCs لم تفعل سوى أشياء في الدماغ فيما يتعلق بالرؤية أيضًا. في الحُصين ، مركز التعلم والذاكرة في الدماغ ، يغير معقد التوافق النسيجي الكبير قوة التواصل بين الخلايا العصبية. وتساعد MHCs في الحد من عدد نقاط الاشتباك العصبي.

& # 8220 إذا كان لديك 10 نقاط الاشتباك العصبي حيث يجب أن يكون لديك اثنان ، فستواجه مشكلة كبيرة ، على الأرجح ، & # 8221 بولانجر. & # 8220 على الرغم من أن الدماغ أكبر ، فإن المزيد من نقاط الاشتباك العصبي تبدو فكرة رائعة ، لكنها في الواقع ليست كذلك. & # 8221

أراد بولانجر معرفة كيفية أداء MHCs لهذه المهمة الحاسمة ، وعرف أن مشتبهًا آخر غير عادي يتحكم أيضًا في كثافة المشابك: مستقبل الأنسولين. في باقي أجزاء الجسم ، تساعد هذه المستقبلات في تنظيم كمية السكر في مجرى الدم. لكن في الخلايا العصبية ، يؤدي إرسال الإشارات من خلالها إلى زيادة عدد نقاط الاشتباك العصبي.

تذكر بولانجر الدراسات التي استمرت لعقود من الزمن والتي أشارت إلى أن معقد التوافق النسيجي الكبير قد يؤثر على إشارات مستقبلات الأنسولين في خلايا الكبد والخلايا الدهنية. بدا الأمر وكأنه لقطة طويلة ، لكنها تساءلت عما إذا كانت معقد التوافق النسيجي الكبير عبارة عن مستقبلات للأنسولين قد تتصل بما يفعله معقد التوافق النسيجي الكبير في الدماغ.

بحثت طالبة الدراسات العليا ، تريسي ديكسون-سالازار ، أولاً لمعرفة ما إذا كانت إشارات الأنسولين طبيعية في الفئران التي لا تحتوي على معقد التوافق النسيجي الكبير. بالتوافق مع الاتصال ، كانت الإشارات في الفئران عالية بشكل غير طبيعي.

للتأكد من ذلك ، استخدمت زميلة ما بعد الدكتوراه كارولين تايلر عقارًا لمنع إشارات الأنسولين في عينات الدماغ من الفئران العادية ، أو تلك التي لا تحتوي على معقد التوافق النسيجي الكبير. ثم حان الوقت لعد نقاط الاشتباك العصبي.

يقول بولانجر إن الطريقة الأكثر مباشرة هي عدهم جسديًا. قضى جوزيف بارك طالب جامعة برينستون عشرات الساعات في التقاط صور لشرائح الدماغ على مجهر إلكتروني. عند التكبير بمقدار 4000 مرة أقرب مما يمكن للعين المجردة رؤيته ، يتم التركيز على المشابك العصبية وتصبح قابلة للعد.

& # 8220 هذا شيء تراه في الكتب المدرسية عندما & # 8217re تقوم بتدريبك ، & # 8221 يقول تايلر. & # 8220 لرؤيته في الأنسجة الخاصة بك على النطاق ، عن قرب ، إنه & # 8217s مدهش حقًا. & # 8221

وتقول إنه حتى معظم علماء الأعصاب لا يحصلون أبدًا على فرصة لرؤية المشبك العصبي. بالنسبة للعين غير المدربة ، يصعب فك رموز الصور بالأبيض والأسود.

& # 8220 إذا لم تكن معتادًا على ذلك ، فستنظر إلى هذه الصورة وتقول إنها صورة فضائية سيئة حقًا لمدينة مزدحمة للغاية ، & # 8221 يقول بولانجر.

بعد إتقان مهارة التحديد ، رأى بارك أن الفئران التي لا تحتوي على معقد التوافق النسيجي الكبير لديها حوالي 20 في المائة من المشابك العصبية أكثر من الفئران العادية. ولكن في نفس تلك الفئران ، كانت عينات الدماغ التي عولجت بالعقار طبيعية.

& # 8220 عندما أصلحنا إشارات الأنسولين الخاصة بهم باستخدام دواء ، قمنا بإصلاح كثافة المشابك الخاصة بهم ، & # 8221 يقول بولانجر. & # 8220 هذا يخبرنا أن هذه هي في الواقع الطريقة التي يغير بها MHC عدد نقاط الاشتباك العصبي في الدماغ النامي. & # 8221

نشر الفريق نتائجهم في مجلة علم الأعصاب Journal of Neuroscience.

قد تفسر النتائج لماذا قد يؤدي الالتهاب - الذي يزيد من مستويات معقد التوافق النسيجي الكبير - إلى مقاومة الأنسولين ومرض السكري من النوع 2 في أماكن أخرى من الجسم.

الأمر الأكثر إثارة للقلق هو حقيقة أن معقد التوافق النسيجي الكبير ، حتى لو كان في الدماغ ، لا يزال بإمكانه أداء واجباته المناعية ، والتي تشمل التمركز على سطح الخلايا وتقديم عينات من ما بداخله للخلايا التائية التي تبحث عن العدوى.

& # 8220 لديك آلة جزيئية واحدة تعمل بشكل إضافي في هذين المكانين ، & # 8221 يقول بولانجر. & # 8220 قد يكون لديك بعض التفاعلات المرغوبة أو غير المرغوب فيها بين هاتين الوظيفتين لهذه المجموعة الواحدة من البروتينات. & # 8221

تتوافق نتائج بولانجر & # 8217 أيضًا مع الفهم الناشئ لبعض أنواع التوحد كفشل للدماغ في تقليم روابطه العديدة ، كما يقول ماني ديسيكو بلوم ، عالم الأعصاب وطبيب أعصاب الأطفال في مدرسة روتجرز روبرت وود جونسون الطبية.

يقول DiCicco-Bloom إن نفس الدواء الذي وجده بولانجر فعالًا جدًا في إصلاح اتصالات الدماغ في الفئران التي لا تحتوي على MHC يستخدم أيضًا لعلاج اضطراب يسمى التصلب الحدبي. بسبب طفرة في واحد من اثنين من الجينات ، غالبًا ما يكون مصحوبًا بالتوحد. يُستخدم عقار الراباميسين على دفعات قصيرة لدرء النمو الدرني في القلب ، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى المزيد.

& # 8220 ربما يمكننا حقًا & # 8217t معاقبة إعطاء الأطفال المصابين بالتوحد رابامايسين ، & # 8221 يقول DiCicco-Bloom. & # 8220 ولكن يمكننا التفكير ، وقد أجرينا تجربة سريرية مع الأطفال المصابين بالتصلب الحدبي ، لمعرفة ما إذا كان ذلك يحسن وظائفهم الاجتماعية. & # 8221

نظرة ثاقبة لماضيناالتطبيقات السريرية مثيرة للاهتمام ، لكن بولانجر يحذر من أنها في الوقت الحالي مجرد تخمين. من ناحية أخرى ، تفكر أيضًا في ما قد يعنيه وجود MHC & # 8217s في الدماغ من حيث التطور.

“Very primitive organisms have neurons and synapses, and the adaptive immune system is a relatively new thing,” says Boulanger. “So what if [MHC] came from the brain and the immune system borrowed it?”

For Boulanger, that prospect offers an exciting possibility: that the secrets she’s uncovered about immune proteins in the brain would return the favor, and help immunologists find the origins of our immune system.


Figure Locations

الشكل 6 Variation in the tilt and roll of the TCR on top of the MHC. The left and right views are related by a 90° rotation about a horizontal axis. The MHC peptide backbones and the MHC helices are shown as gray tubes. The orientation axes are colored individually for each TCR. For 15 individual TCRs, the pseudo-twofold axes that relate the Vα و V.β domains of the TCRs to each other are shown, giving a good estimate of the inclination (roll, tilt) of the TCR on top of the MHC. The TCR twofold axes tend to cluster around P4-P6 at the center of the interface. Labels are placed at the top of each axis. The figure also indicates any shifts of the TCR along the peptide where the Ob.1A12 and LC13 TCRs mark the extremes, centered around P1 and P6, respectively. 3A6 and SB27 also are outliers at present where they are centered on one half of the peptide.


Nerve Cell: Dendrites receive messages from other neurons. The message then moves through the axon to the other end of the neuron, then to the tips of the axon and then into the space between neurons. From there the message can move to the next neuron.

Neurons pass messages to each other using a special type of electrical signal. Some of these signals bring information to the brain from outside of your body, such as the things you see, hear, and smell. Other signals are instructions for your organs, glands and muscles.

Neurons receive these signals from neighbor neurons through their dendrites. From there, the signal travels to the main cell body, known as the soma. Next, the signal leaves the soma and travels down the axon to the synapse.

Myelin sheaths cover the axon and work like insulation to help keep the electrical signal inside the cell, which makes it move more quickly. As a final step, the signal leaves through the synapse to be passed along to the next nerve cell.

Let's look a bit closer at how this all works.


The human brain is the most ridiculously complex computer that’s ever existed, and mapping this dense tangle of neurons, synapses and other cells is nigh on impossible. But engineers at Google and Harvard have given it the best shot yet, producing a browsable, searchable 3D map of a small section of human cerebral cortex.

With about 86 billion neurons connecting via 100 trillion synapses, it’s a Herculean task to figure out exactly what each of them does and how those connections form the basis of thought, emotion, memory, behavior and consciousness. Daunting as it may be, though, teams of scientists around the world are rolling up their sleeves and trying to build a wiring diagram for the human brain – a so-called “connectome.”

Last year, researchers at Google and the Howard Hughes Medical Institute paved the way with a fruit fly brain connectome that encompassed about half of the insect’s full brain. Now, Google and the Lichtman Lab at Harvard have released a similar model of a tiny section of human brain.

The researchers started with a sample taken from the temporal lobe of a human cerebral cortex, measuring just 1 mm 3 . This was stained for visual clarity, coated in resin to preserve it, and then cut into about 5,300 slices each about 30 nanometers (nm) thick. These were then imaged using a scanning electron microscope, with a resolution down to 4 nm. That created 225 million two-dimensional images, which were then stitched back together into one 3D volume.

Machine learning algorithms scanned the sample to identify the different cells and structures within. After a few passes by different automated systems, human eyes “proofread” some of the cells to ensure the algorithms were correctly identifying them.

The end result, which Google calls the H01 dataset, is one of the most comprehensive maps of the human brain ever compiled. It contains 50,000 cells and 130 million synapses, as well as smaller segments of the cells such axons, dendrites, myelin and cilia. But perhaps the most stunning statistic is that the whole thing takes up 1.4 petabytes of data – that’s more than a million gigabytes.

Left: a small section of the dataset. Right: A subgraph of neurons, highlighting excitatory neurons in green and inhibitory neurons in red.

And that’s just a tiny fragment of the whole thing – Google says the sample is just one millionth of the volume of the full human brain. Clearly it’s going to take a huge amount of work to scale that up, as will finding a way to store the immense data load and develop a way to organize and access it in a useful way.

While the team begins tackling those problems, the H01 dataset is now available online for researchers and curious onlookers to explore. A companion pre-print paper describing the work is also available on bioRxiv.

A zooming tour through the different layers can be seen in the video below.


شاهد الفيديو: الكورس2- مناعة المرحلة الثالثة احياء معقد التوافق النسيجي الجزء الاول (شهر فبراير 2023).