میکروگلیاها فراوانترین سلولهای ایمنی در مغز هستند. آنها به محافظت از مغز در برابر مهاجمان مضر، پاکسازی نورونهای آسیبدیده و حمایت از توسعه طبیعی مغز کمک میکنند. پژوهشگران مؤسسه زاکرمان کلمبیا اکنون برای نخستین بار کشف کردهاند که میکروگلیاهای انسان، درست مانند نورونهای انسانی، بسیار کندتر از سلولهای مشابه در سایر جانوران بالغ میشوند.
«این توسعه کند ممکن است به میکروگلیاهای انسانی کمک کند تا به روشهایی بر مغز انسان تأثیر بگذارند که تواناییهای شناختی قدرتمند ما را امکانپذیر میسازد»، کارلوس دیاز-سالازار، دکترا، نویسنده اصلی یک مطالعه جدید در مجله Neuron در این زمینه گفت که این کار را در آزمایشگاه فرانک پولو، دکترا انجام داد.
ژنی اختصاصی در انسان با نقشی غیرمعمول
آزمایشگاه پولو بیش از ۱۵ سال است که روی SRGAP2 تحقیق میکند، یکی از چندین ده ژنی که بهطور خاص در انسان تکثیر شدهاند. هدف کلی این گروه درک ویژگیهای زیستی است که مغز انسان را از مغز سایر جانوران متمایز میکند.
کارهای قبلی دکتر پولو نشان داد که نسخههای اختصاصی انسان SRGAP2 تعداد سیناپسها یا اتصالات ایجاد شده توسط نورونها را افزایش میدهند و همزمان باعث میشوند آن سیناپسها بسیار کندتر بالغ شوند. هر دو ویژگی، ویژگیهای متمایز نورونهای انسانی در میان پستانداران هستند. نتیجه این است که شبکهای متراکمتر و قویتر از اتصالات نورونی شکل میگیرد که ممکن است توانایی مغز را برای پردازش و ذخیره اطلاعات بهبود بخشد.
در پژوهش جدید، دکتر دیاز-سالازار چیزی غیرمنتظره یافت. نسخههای اختصاصی انسان SRGAP2 در میکروگلیاها تقریباً ۱۰ برابر بیشتر از نورونها فراوانی داشتند.
«بنابراین سوال این بود: «چرا این ژن در میکروگلیاها اینقدر فعال است؟»» دکتر پولو، پژوهشگر ارشد در مؤسسه زاکرمان، یادآوری کرد.
میکروگلیاها به شکلگیری مدارهای در حال توسعه مغز کمک میکنند
در حدود دو دهه گذشته، دانشمندان آموختهاند که میکروگلیاها کارهای بسیار بیشتری انجام میدهند جز مبارزه با عفونتها و کمک به ترمیم آسیبهای مغزی. این سلولها که ۵ تا ۱۰ درصد از سلولهای مغز را تشکیل میدهند، همچنین به سازماندهی مغز در حال توسعه کمک میکنند.
در طول دوره رشد، میکروگلیاها تأثیر میگذارند که کدام سیناپسها توسط نورونها حفظ شوند و کدامیک حذف گردند. آنها همچنین میتوانند سیناپسها را حساستر یا کمتر پاسخگو کنند و به ظریفسازی ارتباطات درون مدارهای مغزی کمک نمایند.
آزمایشهایی که با استفاده از موشها و سلولهای انسانی انجام شد نشان داد که نسخههای اختصاصی انسان SRGAP2 توسعه میکروگلیاهای انسانی را بهطور چشمگیری کند میکند. میکروگلیاهای انسان حدود چهار تا هشت سال طول میکشد تا بالغ شوند، در حالی که میکروگلیاها در موشها در حدود سه هفته به بلوغ میرسند.
«این ژن به کنترل ریتم توسعه نورونها کمک میکند و طبیعت نیز آن را انتخاب کرده است تا توسعه میکروگلیاهایی که برای توسعه نورونها بسیار حیاتی هستند را کنترل کند، بنابراین آنها در طول توسعه همگام هستند»، دکتر دیاز-سالازار گفت که اکنون پژوهشگری در مؤسسه تحقیقات پزشکی بیمارستان دل مار در بارسلون است.
چرا مغز انسان اینقدر طول میکشد تا بالغ شود
مقایسه با مغز سایر پستانداران، مغز انسان در دورهای بهطرز غیرمعمول طولانی توسعه مییابد. دانشمندان به این جدول زمانی توسعه گسترده، نئوتنی (Neoteny) میگویند و تصور میشود که نقش مهمی در ظهور تواناییهای شناختی پیشرفته انسانی ایفا میکند.
یافتههای جدید پیشنهاد میکنند که SRGAP2 ممکن است به هماهنگسازی این ریتم توسعه کند در انواع مختلف سلولهای مغزی، از جمله نورونها و میکروگلیاها کمک کند. پژوهشگران اکنون میخواهند تعیین کنند که دقیقاً چگونه این ژن نئوتنی را در این سلولها و سایر بخشهای مغز ترویج میدهد.
«ما میخواهیم تمام عناصری را که به تشکیل مغز انسان کمک میکنند درک کنیم تا بفهمیم از دیدگاه تکاملی چه چیزی ما را منحصربهفرد میسازد»، دکتر پولو گفت. «زیرا دانشمندان اخیراً کشف کردهاند که میکروگلیاها در اختلالات نورودولوپتیک و بیماریهای نورودژنراتیک درگیر هستند، یافتههای ما ما را یک قدم به درک آنچه میکروگلیاهای انسانی را در زمینه بیماریهای مغزی خاص میسازد، نزدیکتر میکند.»