مقالات مشابهة
إن الدماغ الواحد معقد بشكل لا يسبر غوره. لذا فإن باحثي الدماغ، سواء كانوا ينظرون إلى مجموعات البيانات المبنية من 300000 خلية عصبية في 81 فأرًا أو من التصوير بالرنين المغناطيسي لـ 1200 شاب بالغ، يتعاملون الآن مع الكثير من المعلومات لدرجة أنه يجب عليهم أيضًا التوصل إلى طرق جديدة لفهمها. أصبح تطوير أدوات تحليل جديدة لا يقل أهمية عن استخدامها لفهم صحة الدماغ ونموه.
استخدم فريق يضم باحثين في جامعة واشنطن مؤخرًا برنامجًا جديدًا لمقارنة صور الرنين المغناطيسي لـ 300 طفل، واكتشفوا أن المايلين، وهو جزء مما يسمى بالمادة البيضاء في الدماغ، يتطور بشكل أبطأ بكثير بعد الولادة. الباحثون نشروا النتائج التي توصلوا إليها 7 أغسطس في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
تحدثت UW News مع المؤلف الرئيسي أرييل روكيم، وهو أستاذ مشارك في جامعة ويسكونسن في قسم علم النفس وزميل علوم البيانات في معهد العلوم الإلكترونية، حول الورقة ومنهجه البحثي.
ارييل روكيم: تعمل مجموعتي في مجال المعلوماتية العصبية، والتي تركز على بناء أساليب وبرامج لتحليل بيانات علم الأعصاب. نحن نركز بشكل خاص على قياسات التصوير بالرنين المغناطيسي في العقول البشرية. يتكون الدماغ من شبكة كبيرة من الروابط بين المناطق المختلفة. داخل أدمغتنا، لدينا هذه الحزم الكبيرة من الوصلات التي تسمى المادة البيضاء والتي تحتوي على الكثير من المحاور، وهي الأجزاء الطويلة المتفرعة من الخلايا العصبية التي تسمح لها بالتحدث مع بعضها البعض عبر مسافات كبيرة جدًا. لذلك نستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي للعثور على هذه الحزم في كل شخص في إحدى الدراسات ومن ثم فهم الأنسجة الموجودة داخل هذه الحزم. ومن ذلك يمكننا أن نجد اختلافات بين الأشخاص الذين لديهم أمراض معينة والذين لا يعانون منها، أو اختلافات في النمو أو القدرات المعرفية.
AR: لسنوات عديدة، كان الباحثون يأخذون الأشخاص الخاضعين للاختبار إلى المستشفى المحلي أو مركز التصوير بالرنين المغناطيسي ويجمعون بعض البيانات. وما زال الناس يفعلون هذا. في الواقع، لدينا واحدة من هذه الماسحات الضوئية في مركز جامعة ويسكونسن الجديد لعلم الأعصاب البشرية، والذي أنا جزء منه. لكن الأساليب الأحدث تتضمن جمع كميات أكبر بكثير من البيانات. على سبيل المثال، سيكون من الصعب على أي شخص هنا في القسم بجامعة ويسكونسن جمع بيانات من أكثر من 1000 فرد. لكن منذ بضع سنوات مضت، قامت المعاهد الوطنية للصحة بتمويل ما يسمى بمشروع الكونكتوم البشري للقيام بذلك بالضبط – الحصول على عينة من 1200 شخص ناضج وصحي، وجمع كميات كبيرة جدًا من البيانات عن كل واحد منهم. في المعلوماتية العصبية، نأخذ هذه الأنواع من مجموعات البيانات ونطور الأدوات اللازمة لدراستها.
AR: ورقتنا الأخيرة هي مثال جيد. استخدم فريقنا مجموعة بيانات كبيرة ومتاحة بشكل مفتوح من مشروع تطوير الشبكة العصبية البشرية، الذي يجمع البيانات من الأطفال حديثي الولادة في الأيام القليلة الأولى من الحياة. كنا نبحث في كيفية تطور المادة البيضاء في هذه الفحوصات لأكثر من 300 طفل. كانت زميلتي والمؤلفة الرئيسية ماريكي جروثير، من جامعة فيليبس في ماربورج، قد استخدمت سابقًا برنامجًا للعثور على حزم المادة البيضاء لدى البالغين، ثم قامت بتكييفه للعمل على أدمغة الأطفال. وفي هذه الدراسة، قمنا بتوسيع نطاق منهجها باستخدام الحوسبة السحابية. كنا ننظر إلى كيفية نمو المايلين، وهو غمد دهني يعزل المحاور العصبية، في المادة البيضاء.
نعلم من دراسات أخرى أن تطور المايلين غير الطبيعي يرتبط بالعديد من اضطرابات النمو والصحة العقلية الاكتئاب المزمن إلى الفصام. لكن قبل هذه الدراسة، ما زلنا لا نعرف كيف تغير الولادة مسار تطور المايلين.
كان لدينا العديد من الفرضيات التي أردنا اختبارها. الأول هو أنه لا يهم متى ولدت بالضبط؛ ما يهم هو مقدار الوقت الذي مر من لحظة الحمل إلى وقت إجراء المسح الضوئي. وكان هناك سبب آخر وهو أنه من المهم فقط المدة التي تلي ولادتك، ولا يهم المدة التي تم إجراؤها بعد الولادة. وكانت لدينا فرضية ثالثة تقول إن هذين الأمرين مهمان: المدة التي قضاها الطفل في الحمل في رحم الأم، وكم من الوقت مضى منذ الولادة حتى وقت التصوير. لذلك كنا نقارن عمليات المسح للأطفال الذين ولدوا في أعمار حمل مختلفة، بدءًا من الولادة المبكرة جدًا وحتى الأطفال الذين ولدوا بعد أسبوعين من فترة الحمل الكاملة البالغة 40 أسبوعًا. نظرًا لأنه كان لدينا مجموعة البيانات الكبيرة هذه للعمل عليها، فقد تمكنا بالفعل من رسم كيفية تغير أدمغة الأطفال في الأيام والأسابيع القليلة الأولى من الحياة.
لقد وجدنا أن البيانات تدعم أن كلا من عمر الحمل عند الولادة وعمر الحمل وقت الفحص مهمان، ولكن هناك نقطة انعطاف عند الولادة مباشرة. في ذلك الوقت، يتباطأ تطوير هذه الحزم التي كنا ننظر إليها بشكل كبير. إنها حقيقة أساسية، لكننا لم نعرف ذلك حتى الآن، وقد وجدناه من خلال فحص البيانات المتاحة للجمهور. وهذا له آثار على فهمنا الأساسي لنمو الدماغ في الحياة المبكرة، وتأثيرات على الطرق التي يمكننا من خلالها تخفيف الآثار الضارة للولادة المبكرة. ربما، على سبيل المثال، خلق بيئة “تشبه الرحم” بعد الولادة يمكن أن يعوض هذا النمو البطيء ويمنح أدمغة الأطفال المبتسرين مزيدًا من الوقت للتطور.
AR: لقد بدأنا في طرح الأسئلة حول اتصالات الدماغ المتعلقة باضطراب طيف التوحد والفصام. نحن الآن أيضًا جزء من جامعة ويسكونسن دراسة الفعلأو التغيرات البالغة في دراسة الفكر. لقد كان موجودًا منذ ما يقرب من 30 عامًا، ويتتبع مجموعة كبيرة من الأشخاص في منطقة سياتل أثناء تقدمهم في السن. وفي الجولة الأخيرة من تلك الدراسة، أضفنا قياسات التصوير بالرنين المغناطيسي. نحن نعمل على تطوير طرق للتوصل إلى استنتاجات حول حزم المادة البيضاء لدى الأشخاص المتقدمين في السن.
المؤلفون المشاركون الإضافيون في هذه الورقة هم ديفيد بلوم، وهو طالب سابق في جامعة ويسكونسن بعد البكالوريا في قسم علم النفس؛ جون كروبر، طالب دكتوراه في جامعة ويسكونسن في قسم علم النفس؛ آدم ريتشي هالفورد، باحث سابق في مرحلة ما بعد الدكتوراه في جامعة ويسكونسن في قسم علم النفس؛ ستيفاني زيكا وفيسنتي أ. أغيليرا غونزاليس في جامعة فيليبس في ماربورغ؛ وجيسون د. ييتمان وكالانيت جريل سبيكتور من جامعة ستانفورد.
