تسمح الأقطاب الكهربائية المرنة بتسجيل نشاط العمود الفقري أثناء الحركة

في هذا الأسبوع، نشرت مجلة “Cell Reports” دراسة حول تقنية جديدة لتسجيل نشاط الخلايا العصبية في الحبل الشوكي للفئران أثناء الحركة. هذه التقنية، التي تُسمى spinalNET، هي إلكترود مرن يمكن زرعه في العمود الفقري للفأر. وبسبب مرونة spinalNET، يمكنها الحركة مع الحبل الشوكي أثناء الحركة. وهذا يتيح للباحثين تسجيل النشاط العصبي في الحيوانات أثناء تصرفها بحرية.

تقليديا، كانت دراسة نشاط الخلايا العصبية في الحبل الشوكي صعبة بسبب حركة الحبل الشوكي أثناء الحركة. فالتقنيات الحالية التي تعتمد على مستشعرات صلبة مزروعة إما أن تضر الحبل الشوكي أو أن تعجز عن التقاط نشاط الخلايا العصبية الفردية أثناء الحركة.

“حتى الآن، كان الحبل الشوكي عبارة عن صندوق أسود تقريبا […] المشكلة هي أن الحبل الشوكي يتحرك كثيرا خلال النشاط الطبيعي. كلما تحركت رأسك أو انحنيت، كان الخلايا العصبية الشوكية تتحرك أيضا.” قالت لان لوان، المؤلفة المشاركة في الدراسة والأستاذة المشاركة في هندسة الكمبيوتر والكهرباء.

لحل هذه المشكلة، قام فريق البحث في جامعة رايس، بقيادة يو وو، بتطوير الـ spinalNET. الأقطاب في هذه الطريقة أكثر من مئة ضعف رقيقة من شعرة بشرية وهي تقريبا لينة ومرنة مثل النسيج العصبي نفسه. وبسبب هذا، يمكن أن تتحرك مع الحبل الشوكي أثناء الحركة.

مع الشبكة العصبية الشوكية، استطاع الباحثون تسجيل نشاط الخلايا العصبية في الحبل الشوكي لفترات طويلة وبدقة عالية، حتى تتبع الخلية العصبية الواحدة على مدى أيام متعددة.

تتمتع هذه التكنولوجيا بالقدرة على تحسين فهمنا بشكل كبير لكيفية تحكم الحبل الشوكي في الحركة. من خلال دراسة نشاط الخلايا العصبية في الحبل الشوكي أثناء السلوكيات الطبيعية، يمكن للباحثين الحصول على رؤى حول كيفية تعاون هذه الخلايا العصبية معًا لإنتاج حركات متناسقة. يمكن أن تؤدي هذه المعرفة إلى تطوير علاجات جديدة لإصابات الحبل الشوكي والأمراض التي تعيق الحركة.

“إن القدرة على استخراج مثل هذه المعرفة هي خطوة أولى ومهمة لتطوير علاجات لملايين الأشخاص الذين يعانون من أمراض الحبل الشوكي”، كما قالت يو وو على أخبار جامعة رايس.

كما أقر الباحثون ببعض القيود الحالية لـ SpinalNet. على سبيل المثال، فإن عدد الخلايا العصبية التي يمكن تسجيلها يقتصر على عدد الأقطاب الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتدهور السجلات مع مرور الوقت.

يجب أن تركز الدراسات المستقبلية على تحسين الاستقرار طويل الأمد للتسجيلات وزيادة عدد قنوات التسجيل.