9 دسامبر 2022 -توسط Anke Brodmerkel، مرکز ماکس دلبروک برای پزشکی مولکولی
جمعیت های مختلف سلول های عصبی حسی در یک گانگلیون ریشه پشتی (راست) و آکسون های آنها در نخاع (سمت چپ): سلول ها به رنگ سبز اطلاعات حس عمقی را تشخیص می دهند در حالی که سلول ها در بخش قرمز اطلاعات حرارتی و لمسی هستند. اعتبار: استفان دیتریش، آزمایشگاه زامپیری، مرکز ماکس دلبروک
برای انجام حرکات هماهنگ، به نورون های حسی خاصی در عضلات و مفاصل خود تکیه می کنیم. بدون آنها، مغز نمی دانست بقیه بدن ما چه می کند. تیمی به رهبری نیکولو زامپیری نشانگرهای مولکولی آنها را برای درک بهتر نحوه عملکرد آنها مطالعه کرده و نتایج را در Nature Communications شرح می‌دهد.
بینایی، شنوایی، بویایی، چشایی، لامسه: همه ما با حواس پنجگانه ای آشنا هستیم که به ما امکان می دهد محیط اطراف خود را تجربه کنیم.
نیکولو زامپیری، رئیس آزمایشگاه توسعه و عملکرد مدارهای عصبی در مرکز ماکس دلبروک در برلین میگوید
حس ششم به همان اندازه مهم، اما بسیار کمتر شناخته شده است: وظیفه آن جمع آوری اطلاعات از عضلات و مفاصل در مورد حرکات، وضعیت بدن و موقعیت ما در فضا است و سپس آن را به سیستم عصبی مرکزی ما منتقل می کند.. این حس که به نام حس عمقی شناخته می‌شود، چیزی است که به سیستم عصبی مرکزی اجازه می‌دهد سیگنال‌های مناسب را از طریق نورون‌های حرکتی به عضلات ارسال کند تا بتوانیم یک حرکت خاص را انجام دهیم.
این حس ششم – که برخلاف پنج حس دیگر، کاملاً ناخودآگاه است – چیزی است که ما را از افتادن در تاریکی باز می‌دارد و به ما اجازه می‌دهد صبح با چشمان بسته یک فنجان قهوه را به سمت دهانمان ببریم.
اما این همه ماجرا نیست: زامپیری میگوید: «افراد بدون حس عمقی واقعاً نمی‌توانند حرکات هماهنگ را انجام دهند. او و تیمش اکنون مقاله ای منتشر کرده اند که در آن نشانگرهای مولکولی سلول های درگیر در این حس ششم را توصیف می کنند. این یافته ها باید به محققان کمک کند تا نحوه عملکرد نورون های حسی عمقی (pSN) را بهتر درک کنند.
اتصالات دقیق بسیار مهم هستند
عناصر سلولی pSN در گانگلیون های ریشه پشتی نخاع قرار دارند. آنها از طریق رشته های عصبی بلند به دوک های عضلانی و اندام های تاندون گلژی متصل می شوند که به طور مداوم کشش را در هر ماهیچه بدن ثبت می کنند. pSN این اطلاعات را به سیستم عصبی مرکزی می فرستد، جایی که برای کنترل فعالیت نورون حرکتی استفاده می شود تا بتوانیم حرکات را انجام دهیم.
دکتر استفان دیتریش، یکی از اعضای آزمایشگاه زامپیری، میگوید: «یکی از پیش‌نیازها این است که pSN دقیقاً به ماهیچه‌های مختلف بدن ما متصل شود. با این حال، تقریباً هیچ چیز در مورد برنامه های مولکولی که این اتصالات دقیق را فعال می کنند و به pSN خاص عضله هویت منحصر به فرد خود را می بخشند، شناخته شده نبود.
دیتریش، نویسنده ارشد این مطالعه که در مرکز Max Delbrück انجام شد، میگوید: «به همین دلیل است که ما از مطالعه خود برای جستجوی نشانگرهای مولکولی استفاده کردیم که pSN را برای عضلات شکم، پشت و اندام در موش‌ها متمایز می‌کند.
راهنمایی برای رشته های عصبی در حال تولد
با استفاده از توالی یابی تک سلولی، این تیم بررسی کردند که کدام ژن ها در pSN عضلات شکم، پشت و پا خوانده و به RNA ترجمه می شوند. دیتریش میگوید: «و ما ژن‌های مشخصه‌ای برای pSN مرتبط با هر گروه عضلانی پیدا کردیم. ما همچنین نشان دادیم که این ژن ها از قبل در مرحله جنینی فعال هستند و حداقل برای مدتی پس از تولد فعال می مانند. دیتریش توضیح می دهد که این بدان معناست که برنامه های ژنتیکی ثابتی وجود دارد که تصمیم می گیرد گیرنده عمقی عضلات شکم، پشت یا اندام را عصب دهی کند.
در میان یافته های خود، محققان برلین چندین ژن برای افرین و گیرنده های آن شناسایی کردند. دیتریش میگوید: «ما می‌دانیم که این پروتئین‌ها در هدایت رشته‌های عصبی نوپا به سمت هدف خود در طول توسعه سیستم عصبی نقش دارند. این تیم دریافتند که اتصالات بین گیرنده های عمقی و عضلات پشت پا در موش هایی که نمی توانند افرین-A5 تولید کنند، مختل شده است.
یک هدف، پروتزهای عصبی بهتر است
دیتریش می گوید: نشانگرهایی که ما شناسایی کردیم اکنون باید به ما در بررسی بیشتر توسعه و عملکرد شبکه های حسی خاص عضلانی کمک کنند. زامپیری می‌افزاید: «مثلاً با اپتوژنتیک، می‌توانیم از نور برای روشن و خاموش کردن گیرنده‌های عمقی، چه به صورت انفرادی یا گروهی، استفاده کنیم. این به ما امکان می‌دهد نقش خاص آنها را در حس ششم خود آشکار کنیم.»
این دانش در نهایت باید به نفع بیماران باشد، مانند کسانی که آسیب نخاعی دارند. زامپیری میگوید: زمانی که جزئیات حس عمقی را بهتر درک کنیم، می‌توانیم طراحی پروتزهای عصبی را بهینه کنیم، که توانایی‌های حرکتی یا حسی را که در اثر یک آسیب آسیب دیده است، در اختیار می‌گیرند.
تغییر تنش عضلانی باعث کج شدن ستون فقرات می شود
او می افزاید که محققان اسرائیلی اخیراً دریافته اند که عملکرد صحیح حس عمقی برای اسکلت سالم نیز مهم است. به عنوان مثال، اسکولیوز وضعیتی است که گاهی در طول رشد در دوران کودکی ایجاد می شود و باعث کج شدن و پیچ خوردگی ستون فقرات می شود. زامپیری میگوید: «ما گمان می‌کنیم که این ناشی از حس عمقی ناکارآمد است، که تنش عضلانی در پشت را تغییر می‌دهد و ستون فقرات را منحرف می‌کند.
دیسپلازی هیپ، یک ناهنجاری مفصل ران نیز ممکن است ناشی از حس عمقی معیوب باشد. این امر باعث شده است که زامپیری نتیجه دیگری از این تحقیق را متصور شود: «اگر بتوانیم حس ششم خود را بهتر درک کنیم، می‌توان درمان‌های جدیدی را توسعه داد که به طور مؤثری با این آسیب‌های اسکلتی و دیگر انواع آسیب‌های اسکلتی مقابله می‌کند.»
