رمزگشایی مسیر عصبی حس خنکی: از پوست تا مغز
چگونه مغز ما احساس خنکی را درک میکند؟
پژوهشگران دانشگاه میشیگان برای اولین بار موفق به شناسایی کامل مدار عصبی شدهاند که مسئول انتقال حس خنکی از پوست به مغز است. این کشف انقلابی که در مجله Nature Communications منتشر شده، مسیر دقیق پردازش دمای خنک در بدن را روشن میکند.
سوالات کلیدی پاسخ داده شده:
سوال: محققان چه چیزی درباره نحوه درک دمای خنک کشف کردند؟
پاسخ: این مطالعه یک مسیر عصبی کامل از پوست تا مغز را شناسایی کرده که به طور اختصاصی مسئول تشخیص دمای خنک است و نشان میدهد این حس چگونه در نخاع انتقال و تقویت میشود.
سوال: چرا این کشف مهم است؟
پاسخ: این اولین بار است که یک مدار کامل حسگر دما ترسیم شده که بینشهایی درباره زیستشناسی پایه ارائه میدهد و راه را برای درمانهای هدفمند دردهای ناشی از سرما (مانند آنچه بیماران شیمیدرمانی تجربه میکنند) هموار میکند.
سوال: این مسیر چگونه با سیگنالهای درد ناشی از سرما تفاوت دارد؟
پاسخ: مدار تازه کشف شده به طور خاص مسئول درک خنکی بیضرر است و در درد ناشی از سرما نقشی ندارد که احتمالاً مسیرهای متفاوت و پیچیدهتری در آن دخیل هستند.
جزئیات کشف علمی
مسیر اختصاصی حس خنکی
این مطالعه پیشگامانه مدار عصبی کامل را که سیگنالهای دمای خنک را از پوست به مغز منتقل میکند، ترسیم کرده است. این مسیر با حسگرهای مولکولی در پوست آغاز میشود که نورونهای حسی اولیه را فعال میکنند. این نورونها سیگنالها را به نخاع میفرستند، جایی که پیام قبل از رسیدن به مغز تقویت میشود.
بو دوآن، نویسنده ارشد این مطالعه و استاد دانشیار زیستشناسی مولکولی، سلولی و تکاملی در دانشگاه میشیگان میگوید: “پوست بزرگترین اندام بدن است. به ما کمک میکند محیط خود را تشخیص دهیم و محرکهای مختلف را از هم متمایز کنیم.”
تقویتکننده نخاعی: قطعه گمشده پازل
سیگنال خنکی از پوست شروع میشود، جایی که حسگرهای مولکولی قادر به تشخیص محدوده دمایی خاصی بین ۱۵ تا ۲۵ درجه سانتیگراد (معادل ۵۹ تا ۷۷ درجه فارنهایت) هستند. وقتی این حسگرها فعال میشوند، نورونهای حسی اولیه را تحریک میکنند که سیگنال خنکی را به نخاع میفرستند.
تیم تحقیقاتی دریافت که در نخاع، این سیگنال توسط اینترنورونهای تخصصی تقویت میشود که سپس نورونهای projection را فعال میکنند و به مغز متصل میشوند. این “تقویتکننده” نخاعی قطعه کلیدی ناشناختهای بود که قبلاً شناسایی نشده بود.
کاربردهای پزشکی امیدبخش
این تحقیق که توسط مؤسسات ملی بهداشت (NIH) تأمین مالی شده است، میتواند به درمانهای جدیدی برای ناراحتیهای مرتبط با سرما منجر شود. به عنوان مثال، بیش از ۷۰٪ از افرادی که شیمیدرمانی شدهاند، درد ناشی از دمای خنک را تجربه میکنند.
دکتر دوآن توضیح میدهد: “مطالعه جدید نشان داد که مدار عصبی مسئول حس خنکی بیضرر، در این نوع درد ناشی از سرما نقشی ندارد. اما با درک چگونگی عملکرد مدار حسگر خنکی در شرایط عادی، محققان شانس بهتری برای کشف آنچه در بیماری یا آسیب اشتباه میشود، دارند.”
تفاوت با مسیرهای درد ناشی از سرما
این مطالعه نشان داد که مدار عصبی مسئول حس خنکی بیضرر، در درد ناشی از سرما نقش ندارد. این یافته نشان میدهد که تکامل، مدارهای متفاوتی برای دماهای گرم و سرد ایجاد کرده است.
تیم تحقیقاتی که شامل هانکیو لی (پژوهشگر فوقدکترا) و دانشجویان دکترا چیا چون هور و لورین هورویتز بود، از تکنیکهای تصویربرداری پیشرفته و الکتروفیزیولوژی برای ردیابی مسیر عصبی در موشها استفاده کردند.
چشمانداز آینده تحقیقات
اگرچه این مطالعه روی موشها انجام شده است، توالییابی ژنتیکی نشان داده است که هر جزء از این مدار در انسانها نیز وجود دارد. این احتمالاً همان مسیری است که وقتی در یک روز گرم تابستانی وارد یک اتاق خنک میشویم، احساس خنکی مطبوع را تجربه میکنیم.
تیم دانشگاه میشیگان اکنون در حال بررسی مسیر یا مسیرهای دخیل در درد حاد ناشی از سرما هستند. به گفته دکتر دوآن: “به نظر من احساسات دردناک پیچیدهتر خواهند بود. وقتی در موقعیتهای پرخطرتری هستیم، ممکن است چندین مسیر درگیر باشند.”
این کشف نهتنها درک ما از زیستشناسی پایه را عمیقتر میکند، بلکه ما را به توضیحی درباره چگونگی تکامل ما برای سکونت در دمای ایمن و اجتناب از افراطهای خطرناک نزدیکتر میکند.
منبع: دانشگاه میشیگان
نویسنده: مت دیونپورت
تماس: مت دیونپورت – دانشگاه میشیگان
تصویر: اعتبار تصویر به Neuroscience News تعلق دارد
تحقیق اصلی: دسترسی آزاد به مقاله “A dedicated skin-to-brain circuit for cool sensation in mice” توسط بو دوآن و همکاران در Nature Communications
