ما الذي يجعل الدّماغ يعمل بسرعة عالية؟

تهدف هذه الدراسة إلى شرح قدرة الدماغ على معالجة المعلومات بسرعةٍ هائلة من خلال تفاعلاتٍ معقدةٍ بين المستقبلات العصبية والبروتينات المفتاحية. علماء من جامعة مكجيل(McGill) بالتعاون مع علماء من جامعتي اوكسفورد (Oxford) وليفربول (Liverpool), قاموا باستخدام تقنيّات تجريبية حديثة لإختبار مستقبلات البروتين سريعة الفاعلية، والتي تعرف بمستقبلات(AMPA) ذات الدور الرئيسي في نقل الإشارات الدماغيّة. وقد نشرت دراستهم في مجلّة الخلية العصبية(The journal Neuron). إنّ تركيز العلماء في السنوات الأخيرة ينصبّ على فهم كيفية إعطاء الدماغ لإشارات المعلومات, هذا الفهم من شأنه أن يفتح آفاقاً جديدة في فكّ رموز العديد من الاضطرابات الدماغية مثل أمراض التوحّد والزهايمر. وعلى أية حال؛ فإن العقبة الأساسيّة التي كان يواجهها الباحثون أثناء دراسة نشاط الدّماغ هي أنّ هذه الإشارات تحدث في نطاق زمني من الميلي ثانية (جزء من ألف جزء من الثانية). لمواجهة هذا التحدّي، قامت فرق البحث في كندا و المملكة المتحدة باستخدام تقنيات متعدّدة لاختبار البنية الذرية لمستقبلات امبا(AMPA) بهدف الكشف عن كيفيّة التفاعل الحاصل بين هذا المستقبل والبروتينات المفتاحيّة الناقلة للإشارة العصبية. ديريك بووي (Derek Bowie) بروفيسور علم العقاقير في جامعة ماكجيل يقول أن النتائج قد أظهرت أنّ التفاعل الحاصل بين مستقبلات امبا(AMPA) وبروتيناتها المفتاحيّة لهو أكثر تعقيداً مما كنا نعتقد سابقاً. والبروفيسور بووي هو مدير مشروع (GÉPROM) وهو مؤسسة بحثيّة مهتمّة بدراسة وظائف وأدوار بروتينات الغشاء في الدواء والصحة. يقول البروفيسور المساعد في جامعة اوكسفورد والمؤلف المعروف فيليب بيجين(Philip Biggin): “إنّ طريقةَ حاسوبيّة تدعى الديناميّات الجزيئيّة قد كانت مفتاح فهمنا لما يتحكم بتلك التفاعلات, حيث سمحت لنا هذه المحاكاة الحاسوبيّة باختبار تحركات وتفاعلات هذه البروتينات بدقة عالية جداً”. وكان هذا هو العامل الرئيسيّ الذي مهّد الطريق للمجموعات البحثيّة الثلاث لاستخدام مزيج من الطرق التجريبية والنظرية للاقتراب من حل هذا اللغز. يقول المحاضر رفيع المستوى والذي ترأس عمل مجموعة البحث في جامعة ليفربول تيم جرين (Tim Green): “إن عملنا باستخدام الأشعة السينيّة، قد سمح لنا بتأكيد العديد من اكتشافات هذه الدراسات من خلال النظر الى المستوى الذري لمستقبلات امبا(AMPA), ومن خلال الجهود المشتركة بين المختبرات الثلاث كنّا قادرين على تحقيق سبقٍ مهم في فهم كيفية نقل الدماغ للمعلومات بسرعةٍ فائقة” يضيف البروفيسور بووي(Bowie): “إن خطواتنا التّالية سوف تكون في سبيل معرفة ما اذا كانت هذه التفاعلات السريعة يمكن أن توجّه في سبيل تطوير مركبات دوائية جديدة تساهم في علاج الأمراض العصبيّة التي حيّرت العلماء لسنواتٍ طويلة”.