أظهر العلماء أن الإجهاد البيئي يمكن أن يؤثر على النمو الطبيعي للجهاز العصبي في الديدان التي تقترب من سن البلوغ.
يسعى العلماء لفهم كيفية تأثير جيناتنا (تركيبنا الجيني) والعوامل البيئية المختلفة على الجهاز العصبي خلال مراحل النمو المبكرة. هذه المعرفة تُسهم في فهمنا للاضطرابات العصبية المختلفة، والتي تنشأ أساسًا عند تعطل الدوائر العصبية الطبيعية في الجهاز العصبي. في دراسة نُشرت في مجلة Nature ، درس علماء من جامعة كولومبيا الجهاز العصبي لديدان شفافة صغيرة (C. elegans) لفهم كيفية تشكله. أظهرت الدراسة أن الإجهاد الناتج عن العوامل البيئية قد يُحدث تأثيرًا دائمًا وشديدًا على الروابط العصبية في الجهاز العصبي الذي لا يزال في طور النمو. في تجربتهم، عرّضوا ذكور الديدان للتجويع قبيل بلوغها الجنسي بهدف إيقاف نموها. أدى التعرض للإجهاد الخارجي، وتحديدًا التجويع، حتى قبل أيام قليلة من البلوغ الجنسي، إلى التأثير على أنماط توصيل الدوائر العصبية الحيوية في الجهاز العصبي للديدان ، مما حال دون حدوث التغيرات الطبيعية. وبذلك، تعطل برنامج إعادة توصيل الجهاز العصبي بشكل كامل. بعد بلوغ هذه الذكور " المجهدة " سن البلوغ وتحولها إلى بالغة، بقيت بعض الدوائر العصبية غير الناضجة في جهازها العصبي، مما جعلها تستمر في التصرف بشكل غير ناضج. وقد تم تقييم عدم نضجها من خلال ملاحظة أن الديدان الذكور البالغة المجهدة أظهرت حساسية عالية لمادة كيميائية سامة تُسمى SDS مقارنةً بالذكور البالغة الطبيعية. كما أن الديدان المجهدة قضت وقتًا محدودًا مع الديدان الخنثى الأخرى، وواجهت صعوبات في التزاوج.
توصل العلماء إلى هذا الاكتشاف المهم عندما تُركت بعض الديدان دون رعاية لعدة أسابيع دون طعام. أدى ذلك إلى توقف نمو الديدان الطبيعي ودخولها في حالة تُسمى "حالة السكون". تُشبه هذه الحالة توقفًا مؤقتًا في النمو الطبيعي للكائن الحي. ففي حالة الديدان، عندما تستشعر الديدان غير الناضجة أي نوع من الإجهاد، يحدث توقف مؤقت في نموها الطبيعي لعدة أشهر، ثم يستأنف نموها بمجرد زوال الإجهاد. لذا، بعد زوال إجهاد الجوع، عادت الديدان إلى بيئتها الطبيعية واستمرت في النمو حتى أصبحت بالغة. عند فحص الجهاز العصبي للديدان البالغة، لوحظ احتفاظ بعض الوصلات غير الناضجة في ذيول الديدان الذكرية، والتي كان من المفترض أن تُزال (أو تُقص) أثناء النضج الجنسي. أجرى الباحثون مزيدًا من البحث ليؤكدوا أن "حالة السكون" ناتجة حصريًا عن إجهاد الجوع وليس عن أي شكل آخر من أشكال الإجهاد. وقد أدى هذا الإجهاد إلى إعادة رسم مخططات الأسلاك العصبية. يتحكم تأثير ناقلين عصبيين متعاكسين - السيروتونين والأوكتوبامين - في عملية تقليم الدوائر العصبية. وقد لوحظ ارتفاع مستوى الأوكتوبامين لدى الديدان المُجهدة، مما أدى إلى تثبيط إنتاج السيروتونين. عند إعطاء السيروتونين للذكور غير البالغة أثناء الإجهاد، حدثت عملية التقليم الطبيعية، وبدأت الديدان البالغة في إظهار استجابة ناضجة للإجهاد الشديد. في المقابل، عند إعطاء الأوكتوبامين للذكور غير البالغة، مُنع تقليم الدوائر العصبية. تشير الدراسة إلى أن الإجهاد قد يؤثر على التغيرات في الجهاز العصبي خلال مراحل النمو المبكرة . ويرتبط الناقل العصبي السيروتونين بحالة الاكتئاب لدى البشر.
هل يمكن أن يكون هذا الاحتمال صحيحًا بالنسبة للبشر أيضًا؟ إنه ليس واضحًا في البشر لأن لدينا نظامًا عصبيًا أكبر بكثير وأكثر تعقيدًا مقارنة بالحيوانات. ومع ذلك ، فإن الديدان عبارة عن كائنات نموذجية بسيطة وفعالة لدراسة وتحليل الجهاز العصبي. بدأ الباحثون الرئيسيون في هذه الدراسة مشروعًا يسمى ceNGEN والذي من خلاله سيرسمون التركيب الجيني ونشاط كل خلية عصبية في الجهاز العصبي لدودة C. التركيب الجيني وخبرات المرء.
***
المصدر (ق)
باير إي إيه وهوبيرت أو. 2018. الخبرة السابقة تُشكّل التوصيلات العصبية ثنائية الشكل الجنسي من خلال الإشارات أحادية الأمين. مجلة نيتشر . https://doi.org/10.1038/s41586-018-0452-0
***
