لأول مرة على الإطلاق، تمكن العلماء من زرع أنسجة المخ البشري بنجاح في أدمغة الفئران الحديثي الولادة، ما أدى إلى تغيير سلوك هذه القوارض.

ونُشرت النتائج يوم الأربعاء في مقال يشرح بالتفصيل الدراسة في مجلة Nature.

وقال سيرجيو بي باسكا، أستاذ الطب النفسي في جامعة ستانفورد والذي شارك في تأليف الدراسة، لشبكة "إن بي سي نيوز": "وجدنا أن الخلايا العصبية البشرية تستجيب بسرعة كبيرة لتحفيز الشعيرات الذي قمنا به".

وأفادت وكالة "أسوشيتد برس" أن الفريق قام بتصميم التجربة الدماغية في محاولة لإلقاء الضوء على نمو الدماغ البشري والأمراض العصبية.

ولسوء الحظ، في حين أن "اضطرابات مثل التوحد والفصام هي بشرية استثناءً"، لم تكن دراستها في الدماغ البشري أمرا سهلا، وفقا لباسكا.

وللتغلب على هذه العقبة، قرر مركز Braintrust التابع لجامعة ستانفورد إنشاء عضيات (نسخ مصغرة من الأعضاء البشرية) عن طريق تحويل خلايا الجلد إلى خلايا جذعية يتم التلاعب بها بعد ذلك لتصبح عدة أنواع من خلايا الدماغ.

وتتكاثر هذه الخلايا لتكوين عضيّات من القشرة البشرية، وهي المنطقة المسؤولة في الدماغ عن وظائف مختلفة تتراوح من الذاكرة إلى التفكير والعواطف. وبعبارة أخرى، صنعوا أنسجة دماغية بشرية من "التركيز".

وأخيرا، حقن العلماء أنسجة دماغية بشرية اصطناعية في القشرة الحسية الجسدية - وهي مناطق تشارك في معالجة الأحاسيس مثل اللمس أو الألم - في جرذان يبلغ عمرها من يومين إلى ثلاثة أيام، بحيث ما تزال روابطها الدماغية تتشكل.

وكان الاتصال العصبي فوريا، حيث أوضح باسكا: "أكثر من 70% من الخلايا العصبية البشرية أصبحت منخرطة في شكل من أشكال النشاط في غضون ثانية أو نحو ذلك من هذا التحفيز، وهذا يخبرنا أنها على الأرجح متصلة". وأضاف أن الخلايا العصبية البشرية "تتلألأ بالكهرباء تحت المجهر"، مشيرة إلى أنها "ستصبح جزءا من أدمغة الفئران".

وفي غضون ثمانية أشهر، تضاعف حجم الخلايا العصبية البشرية بنحو 6 أضعاف، حتى شكّلت ثلث الدماغ في أدمغة الفئران، لتصبح جزءا من عملية صنع القرار وردود الفعل الجسدية لدى القوارض.

وقد أثر نقل الدماغ بين الأنواع على سلوك القوارض وقام الفريق بتدريب الفئران على لعق صنبور لتلقي المياه أثناء تشغيل الضوء. وبعد ذلك، عندما سلط العلماء الضوء على الأدمغة الهجينة، بدأت الفئران تلعق الأنبوب بحثا عن الماء، ما يعني أن الخلايا البشرية تكاملت جيدا بما يكفي للمساعدة في دفع سلوك الحيوانات. وعلاوة على ذلك، عندما حفز العلماء شعيرات الفئران، وجدوا أن الخلايا البشرية في القشرة الحسية تنشط استجابة لذلك، ما يشير إلى أن الخلايا كانت قادرة على التقاط المعلومات الحسية.

واعتبر باسكا أن هذا العمل يمثل "أكثر الدوائر الدماغية البشرية تقدما على الإطلاق من خلايا جلد الإنسان وإثباتا لكون الخلايا العصبية البشرية المزروعة يمكن أن تؤثر على سلوك الحيوان".

وكمكافأة أخلاقية إضافية، لم تُظهر القوارض المحسنة عصبيا مشاكل صحية مثل النوبات، بينما كان أكثر من 70% على قيد الحياة بعد التوصيل الدماغي.

ولاختبار التطبيقات العملية، زرع العلماء أشباه العضيات في كلا نصفي الكرة الدماغية في أدمغة الجرذان. وتم تكوين إحداها من خلايا شخص سليم بينما جاءت الأخرى من شخص مصاب بمتلازمة تيموثي، وهي مرض وراثي نادر يشبه التوحد.

ووجدوا اختلافات صارخة في مقدار النشاط الكهربائي بين نصفي الدماغ. وفي غضون ذلك، كانت الخلايا العصبية من مريض متلازمة تيموثي أصغر بكثير ولم تشكل عددا من الروابط مثل تلك التي تتمتع بصحة جيدة.

وفي المستقبل، يأمل العلماء في إجراء هذه التجارب نفسها على العضيات التي تم إنشاؤها من خلايا المصابين بالتوحد أو الفصام.