العالم- علوم وتكنولوجيا
ووفقا للتسجيل الأولي للنشاط الكهربائي في الخلايا البشرية بمستوى جيد من التفاصيل، فإن "كل خلية من خلايا دماغنا تعمل مثل حاسوب صغير".
وتتواصل خلايا الدماغ عن طريق إطلاق نبضات كهربائية إلى أطراف المحور العصبي، التي يمكن للباحثين اكتشافها وقياسها عن طريق وضع أقطاب كهربائية مجهرية بداخلها.
قد أجريت معظم هذه الدراسات على الخلايا العصبية للقوارض، التي تم وضع خلايا أدمغتها في أطباق لفحصها، خلايا الدماغ يمكن أن تعيش لعدة ساعات خارج الجسد قبل موتها.
لكن مارك هارنيت من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في كامبردج أراد أن يرى كيف تمت مقارنة الخلايا العصبية البشرية مع تلك الموجودة في الفئران؛ لذلك استخدم الأنسجة الحية التي تم الحصول عليها من الجراحين الذين كانوا يزيلون أجزاء صغيرة من الدماغ من الأشخاص المصابين بالصرع.
وفي حين أن الناس سجلوا إشارات من داخل الخلايا العصبية البشرية من قبل، إلا أنه كان دائما يتم قياس "المحور" الرئيسي للخلية وليست الفروع. استخدم فريق هارنيت إلكترودات لتسجيل النشاط داخل الفروع الدقيقة للخلايا المعروفة باسم الشجيرات في نهاية الجذع.
قد يكون لدى كل خلية عصبية حوالي 50 شجيرة، ولدى كل شجيرة مئات من نقاط الاشتباك العصبي أو نقاط اتصال مع الخلايا العصبية الأخرى. هذه الإشارات تنتقل عبر هذا الاشتباك العصبي وداخل الشجيرات، ما يجعلها أقل أو أكثر احتمالية من أن يقوم الشجير وحده بإطلاق إشارة كهربائية على طوله.
بالمقارنة مع الفئران، الشجيرات في الخلايا العصبية البشرية لديها عدد أقل من القنوات الأيونية، وترتكز الجزيئات فل الغشاء الخارجي للخلية، ما يسمح بالتدفق الكهربائي على طول الشجيرات.
في حين أن هذا قد يبدو لك سيئا، إلا أنه يمكن أن يعطي قوة حوسبية أكبر لكل خلية دماغية.
تخيل الخلية العصبية للفأر: إذا بدأت الإشارة من عند تشجر واحد، فهناك العديد من القنوات الأيونية لتوصل الكهرباء، ومن المحتمل أن تستمر الإشارة حتى تصل إلى المحور الرئيسي للخلية العصبية.
أما في الخلايا العصبية البشرية، فإنه على النقيض من ذلك، فمن غير المؤكد أن تتحول الإشارة إلى المحور الرئيسي للخلية، وبالتالي فإنه سيعتمد على الأرجح على نشاط من نوع آخر في التشجرات، كما قال هارنيت.
وهذا يتيح للآلاف نقاط الاشتباك العصبي على كل عصبون من التشعبات أن تحدد بشكل جماعي "القرار" النهائي بشأن ما إذا كان ينبغي أن يطلق الفرع الرئيسي إشارة. يقول هارنيت "إنهم يبحثون عن أنماط محددة من المدخلات ليجمعوا معا لإنتاج ( إشارة)"