دراسة رائدة تكشف سر تميز أدمغة البشر عن بقية الكائنات

تمكن فريق من الباحثين في دراسة جديدة ، نُشرت في دورية "بي إن إيه إس"، من تقديم رؤى مختلفة حول حقيقة ما يميز خلايا دماغ الإنسان مقارنة بالكائنات الحية الأخرى وبشكل خاص الشمبانزي، وهو ما يساهم في فهم الخصائص المعرفية والسلوكية الفريدة للبشر بين الكائنات.
ورغم التشابه الكبير في الجينوم بين الإنسان والشمبانزي، حيث يتشاركون بأكثر من 95% من الجينات، فقد وجد الباحثون أن "التعبير الجيني" في خلايا دماغ الإنسان أعلى بكثير مقارنة بالشمبانزي، مما يشير إلى أن الاختلافات ليست في الجينات نفسها بقدر ما هي في كيفية عملها.
ما التعبير الجيني؟
تخيل أن الحمض النووي الموجود في كل خلايانا هو كتاب، يحمل شيفرات مسؤولة عن بناء كل شيء في أجسامنا بداية من لون العينين وطول الجسم ووصولا إلى أدق الوظائف الخلوية، هذه الشيفرات تسمى الجينات.
في هذا السياق يعرف التعبير الجيني بأنه العملية التي من خلالها تُستخدم المعلومات المخزنة في الحمض النووي الموجود في كل خلايانا (الكتاب)، لصنع البروتينات التي تحتاجها للقيام بوظائفها، ويتم ذلك عبر خطوتين الأولى هي نسخ المعلومات من الحمض النووي (مثل تصوير ورقة من كتاب لاستخدامها بدلا من الأصل)، والثانية هي الترجمة، وهي عملية استخدام الشيفرات المنسوخة من الحمض النووي لبناء البروتينات.
ويحدد التعبير الجيني متى، وكيف يتم تشغيل الجينات في الخلايا المختلفة، مما يتيح للكائنات الحية التكيف مع بيئتها والقيام بوظائفها الحيوية. فإذا كنت تأكل سكريات كثيرة على سبيل المثال، فإن خلاياك تزيد من التعبير الجيني لجين الإنسولين ليساعد في تنظيم السكر في الدم.
باختصار، التعبير الجيني يشبه مفتاح الكهرباء الذي يتحكم في تشغيل الجينات أو إيقافها وفقا لحاجة الجسم.
التعبير الجيني حاسم في تطور دماغنا البشري
مقارنة البشر والشمبانزي هنا أشبه بلاعبين يتواجهان في ألعاب فيديو، كل منهما يلعب بالفريق نفسه الذي يلعب به الآخر تقريبا (الجينات نفسها تقريبا)، لكن الفارق الذي سيحدد الفوز في اللعبة (التفوق في وظائف الدماغ) يكمن في الناتج عن كل فريق، أي عدد التمريرات ودقة التصويب وتسجيل الأهداف (التعبير الجيني).
وركزت الدراسة على تحليل التعبير الجيني في 6 أنواع من خلايا الدماغ في البشر والشمبانزي، وهي الخلايا العصبية الاستثارية، والخلايا العصبية المثبطة، والخلايا النجمية، والخلايا الدبقية الصغيرة، والخلايا قليلة التغصنات، وخلايا السلائف قليلة التغصنات. وقد أظهرت النتائج أن التعبير الجيني في الدماغ البشري لم يقتصر على زيادة شاملة في الكمية، بل لوحظت أيضا تغييرات نوعية في بعض أنواع الخلايا.
وكان أحد أبرز اكتشافات الدراسة هو أن هناك زيادة في التخصص الوظيفي لخلايا الدماغ البشري مقارنة بالشمبانزي.
وتعلق سوجين يي، أستاذة في قسم علم البيئة والتطور والأحياء البحرية بجامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا بالولايات المتحدة الأميركية، والمشرفة على الدراسة "ناقشنا في الدراسة تعبير الخلايا السلفية للخلايا الدبقية قليلة التغصن عن الجينات المساهمة في تنظيم المشابك وحركة الخلايا. ومع ذلك، لا يمكننا تفسير هذه الملاحظات بما يتجاوز التعبير التفاضلي (أي الاختلاف الكمي بين كميات الحمض النووي الريبوزي في البشر والشمبانزي)".
وتشير النتائج بوضوح إلى أن تطور الدماغ البشري لم يكن مجرد نتيجة لزيادة عدد الخلايا العصبية، بل ارتبط أيضا بزيادة التخصص الوظيفي لأنواع معينة من الخلايا. مكّن ذلك الباحثون من رؤية أن كل نوع من الخلايا الفردية له مسار خاص به، وأصبح أكثر تخصصا بالفعل.
كما كشفت الدراسة عن أهمية الخلايا الدبقية، وهي الخلايا التي توفر الدعم الهيكلي والوظيفي للخلايا العصبية. وقد أظهرت الدراسة أن الخلايا قليلة التغصنات في الدماغ البشري أظهرت أكبر تباين في التعبير الجيني مقارنة بالشمبانزي.
وهذه الخلايا مسؤولة عن تكوين غلاف المايلين الذي يعزل الألياف العصبية ويساعد في نقل الإشارات الكهربائية في الخلايا العصبية بشكل أسرع وأكثر كفاءة، وهذا التخصص قد يكون مرتبطا بمرونة الدماغ البشري وتطوره البطيء، بحسب الباحثين.
محددات الدراسة
ورغم أن الدراسة قدمت رؤى قيمة حول التعبير الجيني في أنواع خلايا محددة، فإن هناك حدودا لتطبيقاتها. تؤكد يي أن "هناك العديد من أنواع الخلايا الأخرى في الدماغ، ولا تزال تُكتشف".
لذلك، يخطط الفريق البحثي لمواصلة دراسة الآليات التي تقف وراء الفروق في التعبير الجيني بين البشر والشمبانزي. كما يسعون إلى تتبع تطور التعبير الجيني من خلال مقارنة البشر بأنواع أخرى أكثر بعدا جينيا مثل النياندرتال والدينيسوفان.
تعد هذه الدراسة خطوة مهمة نحو فهم الأسس الجزيئية لتكيف الدماغ البشري عبر الزمن، ويبدو أن التغيرات في التعبير الجيني لعبت دورا محوريا في تشكيل القدرات المعرفية والسلوكية الفريدة للبشر، مما يفتح الباب أمام أبحاث مستقبلية تهدف إلى فهم أعمق للتعقيدات البيولوجية التي تجعلنا بشرا.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

جريدة الوطن

منذ يوم واحد

• جريدة الوطن

عــــــــــلاج لـ«ألزهايمــــــر»

طوّر بعض العلماء نهجا جديدا يُكافح بشكل مباشر تطور الأمراض التنكسية العصبية، مثل مرض ألزهايمر والتصلب الجانبي الضموري. واستخدم الباحثون الألياف النانوية المغلفة بسكر لاحتجاز البروتينات السامة ومنعها من التأثير على الخلايا العصبية. وطور هذا النهج باحثون من جامعة نورث وسترن في الولايات المتحدة، ونُشرت نتائج دراستهم في مجلة الجمعية الكيميائية الأميركية (Journal of the American Chemical Society) في 14 مايو وكتب عنها موقع يوريك أليرت. تتشابك البروتينات بشكل خاطئ وتتكتل حول خلايا الدماغ في الأمراض العصبية التنكسية، مما يؤدي في النهاية إلى موت الخلايا. ويُحاصر العلاج الجديد المُبتكر هذه البروتينات بفعالية قبل أن تتجمع مُشكّلة هياكل سامة قادرة على اختراق الخلايا العصبية. ثم تتحلل البروتينات المُحاصرة في الجسم دون أي ضرر. قال صموئيل آي. ستوب، الباحث الرائد في مجال الطب التجديدي من جامعة نورث وسترن والذي قاد الدراسة «تُسلّط دراستنا الضوء على الإمكانات الواعدة للمواد النانوية المُعدّلة جزيئيا لمعالجة الأسباب الجذرية للأمراض العصبية التنكسية». وأضاف «في العديد من هذه الأمراض، تفقد البروتينات بنيتها الوظيفية المطوية وتتجمع لتكوين ألياف مُدمّرة تدخل الخلايا العصبية وتكون شديدة السمية لها. ومن خلال احتجاز البروتينات المطوية بشكل خاطئ، يُثبّط علاجنا تكوين تلك الألياف في مرحلة مبكرة. ويُعتقد أن ألياف الأميلويد القصيرة، التي تخترق الخلايا العصبية، هي أكثر التراكيب سمية في المرحلة المبكرة، ونعتقد أنه مع المزيد من العمل، يُمكن أن يُؤخّر هذا بشكل كبير تطور المرض».

جريدة الوطن

٠٧-٠٥-٢٠٢٥

• جريدة الوطن

آفاق جديدة لعلاج أمراض القلب

كشفت دراسات حديثة عن أدوار محورية لنوع من الحمض النووي الريبوزي يُدعى «آر إن إيه غير المشفّر» (Non-coding RNA)، وهو نوع من الآر إن إيه لا ينتج البروتينات كما هو معتاد، وتفتح هذه الدراسات آفاقا جديدة لتشخيص وعلاج والوقاية من أمراض القلب والأوعية الدموية. وقام باحثون من جامعة قوانغدونغ الطبية في الصين بجمع المعلومات التي خلصت لها الدراسات حول خصائص آر إن إيه غير المشفِّر البيولوجية ودورها المحتمل في أمراض القلب والأوعية الدموية، البحث نُشر في مجلة جينات وأمراض (Genes & Diseases)، وكتب عنها موقع يوريك أليرت. أهمية الحمض النووي الريبوزي غير المشفّر الأحماض النووية جزيئات مسؤولة عن تخزين وترجمة المعلومات الوراثية في الكائنات الحية. ويوجد منها نوعان: الحمض النووي الريبي المنقوص الأكسجين «دي إن إيه» (DNA)، والحمض النووي الرايبوزي «آر أن أي» (RNA). ويسمى الحمض النووي أيضا «المادة الوراثية». ويوجد الحمض النووي في نواة الخلايا الحية، حيث يأخذ شكل سلم لولبي مزدوج مكون من شريطين، مشكلا الكروموسومات التي تحمل الصفات الجسمية والخلقية للكائنات الحية. وتضم الكروموسومات ما يسمى «الجينات» حيث يحمل كل واحد أو مجموعة منها معلومات وراثية محددة. أما الحمض النووي الريبوزي، فهو يترجم المعلومات في الحمض النووي الريبي المنقوص الأكسجين ليعطي إشارات تنبه الخلايا على إفراز وتصنيع البروتينات الملائمة لها، فالخلايا اللعابية تبدأ تصنيع اللعاب، أما خلايا بيتا في البنكرياس فتصنع الإنسولين. خردة الحمض النووي لطالما اعتُقد أن وظيفة الحمض النووي منقوص الأكسجين تقتصر على تخزين المعلومات الوراثية التي تُنسخ إلى آر إن إيه، ثم تُترجم إلى بروتينات تنفذ وظائف الخلية. لكن الأبحاث كشفت أن أقل من 2 % فقط من الحمض النووي يُترجم فعليا إلى بروتينات، في حين أن النسبة الأكبر، نحو 98 %، كانت تُعدّ لفترة طويلة حمضا نوويا ليس له وظيفة أو ما عُرف بـ«دي إن إيه الخردة» (Junk DNA). بيد أن الدراسات الحديثة أظهرت أن جزءا كبيرا من هذا الحمض النووي يُنسخ إلى نوع من الآر إن إيه لا يُنتج بروتينات، ويُعرف بـ«الآر إن إيه غير المشفر» (Non-coding RNA). وقد تبين أن هذه الجزيئات تؤدي أدوارا أساسية في تنظيم الجينات، والتفاعل مع البروتينات، والمساهمة في استقرار المادة الوراثية داخل الخلية. وتلعب هذه الجزيئات أدوارا مهمة في تنظيم العمليات الخلوية الأساسية، مثل انقسام الخلايا، موت الخلايا المبرمج، والالتهابات. وهذا ما دفع الباحثين لتعمق أكثر في علاقتها بالأمراض المزمنة، وعلى رأسها أمراض القلب والأوعية الدموية. ووجد الباحثون أن أنماط التعبير عن الآر إن إيه غير المشفِّر تتغير بشكل ملحوظ في حالات مثل احتشاء عضلة القلب، الفشل القلبي، وتصلب الشرايين. يساهم بعض هذه الجزيئات في حدوث المرض، بينما يظهر بعضها الآخر كآلية دفاعية للخلايا القلبية. وهذا يعني أن الآر إن إيه غير المشفِّر لا يمثل فقط مؤشرات حيوية يمكن الاستفادة منها في التشخيص المبكر، بل أيضا قد يخدم في المستقبل في الوصول لعلاجات وفي الوقاية من المرض. من جانب آخر، كشفت دراسة حديثة عن السبب وراء ارتباط الغضب المتكرر بزيادة خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. وأجرى الدراسة باحثون بقيادة دايتشي شيمبو، طبيب القلب وأستاذ الطب في مركز إيرفينغ الطبي بجامعة كولومبيا، ونشرت الأربعاء في مجلة جمعية القلب الأميركية، وكتبت عنها واشنطن بوست. وتسلط الدراسة الضوء على المخاطر الصحية المحتملة المرتبطة بالغضب الشديد وتأثير المشاعر السلبية على صحتنا بشكل عام. وشملت الدراسة 280 من البالغين الأصحاء الذين تم توزيعهم بشكل عشوائي في مهمة مختلفة مدتها 8 دقائق، كل منها مصمم لإثارة مشاعر الغضب أو القلق أو الحزن أو الحياد. قبل وبعد هذه المهام العاطفية، قام الباحثون بتقييم صحة بطانة الأوعية الدموية للمشاركين. تعتبر الخلايا البطانية، التي تبطن الأوعية الدموية، ضرورية للحفاظ على سلامة الأوعية الدموية وهي حيوية للدورة الدموية السليمة وصحة القلب والأوعية الدموية. وكشفت النتائج أن الغضب كان له تأثير سلبي كبير على وظيفة بطانة الأوعية الدموية، مما يحد من قدرة الأوعية الدموية على التمدد. ولم يكن التأثير واضحا مع مشاعر القلق أو الحزن. تأثير المشاعر السلبية ووفقا لشيمبو، فإن هذا البحث يمثل خطوة نحو فهم كيفية تأثير المشاعر السلبية المختلفة بشكل خاص على الصحة البدنية. وقال شيمبو «من المذهل أن القلق والحزن لم يكن لهما نفس تأثير الغضب، مما يشير إلى أن الطرق التي تسهم بها المشاعر السلبية في الإصابة بأمراض القلب تختلف». وقال بريان تشوي، طبيب القلب وأستاذ الطب والأشعة في جامعة جورج واشنطن، إن مثل هذه النتائج يمكن أن تدفع مقدمي الرعاية الصحية إلى فحص علاجات مثل إدارة الغضب لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تقليل خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. وأضاف تشوي «كثيرا ما نسمع عن شخص يعاني من نوبة قلبية أثناء حدث مؤلم للغاية.. لقد عرفنا أن التوتر الناتج عن الغضب يمكن أن يؤدي إلى نوبة قلبية، لكننا لم نفهم السبب حتى هذه الدراسة، التي توضح الآلية الأساسية». وقال ديفيد شبيجل، الرئيس المشارك للطب النفسي والعلوم السلوكية في كلية الطب بجامعة ستانفورد، إن حالات الأمراض العقلية، وتشمل الاكتئاب والقلق، ارتفعت في السنوات القليلة الماضية. ويضيف أنه على الرغم من أن الغضب هو شعور طبيعي، فإن مشاعر الغضب المستمرة ليس لها تأثيرات طويلة المدى على الفرد فحسب، بل يمكن أن تؤثر أيضا على الآخرين من حولهم. تشمل العلاجات الشائعة لإدارة الغضب عادة العلاج السلوكي المعرفي وتقنيات الاسترخاء وإستراتيجيات إدارة التوتر والتدريب على مهارات الاتصال. تمارين للسيطرة على الغضب يقدم المعالج السلوكي الدكتور مصطفى الباشا تمرينين للتخلص من سرعة الغضب. وقال الباشا -في حديث سابق للجزيرة- إن هناك أمرين للتخلص من سرعة الغضب، وهما تغيير الكلام الذي يقوله الشخص عن نفسه مثل قوله دائما «أنا عصبي»، وتغيير المشاعر والأفكار التي يعتقد فيها أنه سريع الغضب. فعلى سبيل المثال يجب ألا يقول الشخص «أنا أريد ألا أغضب»، بل يجب أن يقول «أنا أريد أن أكون هادئا». وقدم الدكتور تمرينين للتخلص من الغضب، وهما: التمرين الأول ويجرى يوميا قبل النوم، وفيه يسترخي الشخص، ويجلس على كرسي مناسب بحيث تلامس قدماه الأرض، ثم يضع يده اليسرى على فخذه اليسار، ثم يرفع يده اليمنى ويمد أصبعه السبابة ويسحب نفسا تدريجيا عميقا من أنفه بينما يرفع يده اليمنى تدريجيا، ثم يكتم النفس قليلا، ثم يخرج النفس من فمه ببطء وهدوء. التمرين الثاني أن يدخل الشخص في حالة من التخيل يضع فيها صورة ذهنية لنفسه يرى فيها مثلا أنه لا يغضب، وأنه هادئ، ويغمض عينيه ويتخيلها لمدة 5 دقائق أو7 دقائق.

الجزيرة

٠٧-٠٥-٢٠٢٥

• الجزيرة

علماء يتوصلون لمعطيات جديدة لفهم أمراض القلب والأوعية الدموية

كشفت دراسات حديثة عن أدوار محورية لنوع من الحمض النووي الريبوزي يُدعى "آر إن إيه غير المشفّر" (Non-coding RNA)، وهو نوع من الآر إن إيه لا ينتج البروتينات كما هو معتاد، وتفتح هذه الدراسات آفاقا جديدة لتشخيص وعلاج والوقاية من أمراض القلب والأوعية الدموية. وقام باحثون من جامعة قوانغدونغ الطبية في الصين بجمع المعلومات التي خلصت لها الدراسات حول خصائص آر إن إيه غير المشفِّر البيولوجية ودورها المحتمل في أمراض القلب والأوعية الدموية، البحث نُشر في مجلة جينات وأمراض (Genes & Diseases)، وكتب عنها موقع يوريك أليرت. أهمية الحمض النووي الريبوزي غير المشفّر الأحماض النووية جزيئات مسؤولة عن تخزين وترجمة المعلومات الوراثية في الكائنات الحية. ويوجد منها نوعان: الحمض النووي الريبي المنقوص الأكسجين "دي إن إيه" (DNA)، والحمض النووي الرايبوزي "آر أن أي" (RNA). ويسمى الحمض النووي أيضا "المادة الوراثية". ويوجد الحمض النووي في نواة الخلايا الحية، حيث يأخذ شكل سلم لولبي مزدوج مكون من شريطين، مشكلا الكروموسومات التي تحمل الصفات الجسمية والخلقية للكائنات الحية. وتضم الكروموسومات ما يسمى " الجينات" حيث يحمل كل واحد أو مجموعة منها معلومات وراثية محددة. إعلان أما الحمض النووي الريبوزي، فهو يترجم المعلومات في الحمض النووي الريبي المنقوص الأكسجين ليعطي إشارات تنبه الخلايا على إفراز وتصنيع البروتينات الملائمة لها، فالخلايا اللعابية تبدأ تصنيع اللعاب، أما خلايا بيتا في البنكرياس فتصنع الإنسولين. خردة الحمض النووي لطالما اعتُقد أن وظيفة الحمض النووي منقوص الأكسجين تقتصر على تخزين المعلومات الوراثية التي تُنسخ إلى آر إن إيه، ثم تُترجم إلى بروتينات تنفذ وظائف الخلية. لكن الأبحاث كشفت أن أقل من 2% فقط من الحمض النووي يُترجم فعليا إلى بروتينات، في حين أن النسبة الأكبر، نحو 98%، كانت تُعدّ لفترة طويلة حمضا نوويا ليس له وظيفة أو ما عُرف بـ"دي إن إيه الخردة" (Junk DNA). بيد أن الدراسات الحديثة أظهرت أن جزءا كبيرا من هذا الحمض النووي يُنسخ إلى نوع من الآر إن إيه لا يُنتج بروتينات، ويُعرف بـ"الآر إن إيه غير المشفر" (Non-coding RNA). وقد تبين أن هذه الجزيئات تؤدي أدوارا أساسية في تنظيم الجينات، والتفاعل مع البروتينات، والمساهمة في استقرار المادة الوراثية داخل الخلية. وتلعب هذه الجزيئات أدوارا مهمة في تنظيم العمليات الخلوية الأساسية، مثل انقسام الخلايا، موت الخلايا المبرمج، والالتهابات. وهذا ما دفع الباحثين لتعمق أكثر في علاقتها بالأمراض المزمنة، وعلى رأسها أمراض القلب والأوعية الدموية. ووجد الباحثون أن أنماط التعبير عن الآر إن إيه غير المشفِّر تتغير بشكل ملحوظ في حالات مثل احتشاء عضلة القلب، الفشل القلبي، وتصلب الشرايين. يساهم بعض هذه الجزيئات في حدوث المرض، بينما يظهر بعضها الآخر كآلية دفاعية للخلايا القلبية. وهذا يعني أن الآر إن إيه غير المشفِّر لا يمثل فقط مؤشرات حيوية يمكن الاستفادة منها في التشخيص المبكر، بل أيضا قد يخدم في المستقبل في الوصول لعلاجات وفي الوقاية من المرض.