کشف ارتباط روده و مغز در توسعه اجتماعی

دانشمندان آمریکایی موفق به کشف یک ارتباط میان مغز و روده گورخرماهی‌ها شده‌اند که در توسعه اجتماعی آنها نقش دارد.

کد خبر: ۵۶۴۶۳۱

تاریخ: ۱۲ دی ۱۴۰۱ - ۱۳:۴۲

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از سایتک دیلی، پژوهش‌های جدید پژوهشگران دانشگاه اورگان (Oregon) روی گورخرماهی‌ها نشان می‌دهد، میکروب‌های روده، سلول‌های تخصصی را تشویق می‌کنند تا اتصالات اضافی در مدارهای مغزی را که رفتار اجتماعی را کنترل می‌کنند، هرس کنند. این هرس، برای رشد رفتار اجتماعی عادی ضروری است.

پژوهشگران همچنین دریافتند که این نورون‌های «اجتماعی» در گورخرماهی و موش‌ها مشابه هستند. این نشان می‌دهد که این یافته‌ها ممکن است بین گونه‌های مختلف موجودات قابل ترجمه باشد و احتمالاً می‌تواند راه درمان طیف وسیعی از شرایط رشد عصبی را نشان دهد.

گورخرماهی نام یک گونه از تیره کپورماهیان است که به‌ طور بومی در آب‌های آزاد جنوب آسیا یافت می‌شود و از جمله ماهیان زینتی است.

این ماهی یک ارگانیسم مدل سرآمد است که با خصوصیات متنوعی که دارد، گسترش مرزهای علم را در رشته‌های متعدد سبب شده‌ است. ویژگی‌های این ماهی کوچک آب شیرین به کمک زیست‌شناسان به نحوی نمود یافته که مقایسه ژنتیکی آن با پستاندارانی همچون موش حتی برای بسیاری از پژوهشگران باورنکردنی بوده است.

برای نمونه، ظهور روش‌های جدید و کارآمد برای نسخه‌برداری و ویرایش ژنوم کمک کرد تا در زمینه استفاده از آن در زمینه‌های مختلف علمی ازجمله سم‌شناسی، کشف مواد دارویی، زیست‌شناسی پیوند، مدل‌سازی بیماری و حتی آبزی‌پروری رشدی فزاینده روی دهد.

در پژوهش‌های علمی خصوصاً زیست‌شناسی درباره مهره‌داران، از این ماهی به عنوان یک مدل نسبتاً ایده‌آل استفاده می‌شود. از جمله دلایل محبوبیت بالای این ماهی در مطالعات زیست‌شناسی می‌توان به مدت زمان کوتاه رشد جنینی (۷۲ ساعت از زمان لقاح تا تولد) و شفاف بودن پیکره ماهی در این دوران اشاره کرد.

جودیت آیزن، عصب شناس دانشگاه اورگان که با همکاری فیلیپ واشبورن، عصب شناس دیگر این دانشگاه این پژوهش را رهبری می‌کند، می‌گوید: این یک گام بزرگ رو به جلو است که همچنین چیزهایی را که در حیوانات بزرگتر اتفاق می‌افتد، روشن می‌کند.

در حالی که رفتار اجتماعی یک پدیده پیچیده است که بخش‌های زیادی از مغز را درگیر می‌کند، آزمایشگاه واشبورن قبلاً مجموعه‌ای از نورون‌ها را در مغز گورخرماهی‌ها شناسایی کرده بود که برای نوع خاصی از تعامل اجتماعی مورد نیاز هستند.

به طور معمول، اگر دو گورخرماهی از دو طرف یک جداکننده شیشه‌ای یکدیگر را ببینند، به یکدیگر نزدیک می‌شوند و در کنار یکدیگر شنا می‌کنند. اما آن گورخرماهی که این نورون‌ها را ندارد، علاقه‌ای به این کار نشان نمی‌دهد.

در اینجا، پژوهشگران مسیری را یافتند که میکروب‌های روده را به این نورون‌ها در مغز مرتبط می‌کند. در ماهی‌های سالم، میکروب‌های روده سلول‌هایی به نام میکروگلیا را تحریک می‌کنند تا پیوندهای اضافی بین نورون‌ها را از بین ببرند.

هرس کردن، بخشی طبیعی از رشد سالم مغز است. اتصالات عصبی اضافی مانند به هم ریختگی روی یک میز کار می‌توانند مانع از انجام کارهایی شوند که واقعاً مهم هستند و در نتیجه پیام‌های درهم ریخته‌ای ایجاد می‌شود.

جالب اینجاست که این هرس کردن در گورخرماهی‌هایی که دارای آن میکروب‌های مشخص روده نیستند، انجام نشد و ماهی‌ها اختلالات و کمبودهای اجتماعی از خود نشان دادند.

واشبورن می‌گوید: مدتی است که می‌دانیم میکروبیوم در طول توسعه خود بر چیزهای زیادی تأثیر می‌گذارد، اما اطلاعات دقیق زیادی در مورد چگونگی تأثیر میکروبیوم بر مغز وجود ندارد. ما تلاش زیادی کرده‌ایم تا این را کشف کنیم.

این گروه پژوهشی در مقاله دوم خود، دو ویژگی تعیین کننده این مجموعه از نورون‌های اجتماعی را که ممکن است بین موش‌ها و گورخرماهی مشترک باشد، شناسایی کردند. یکی این است که این سلول‌ها را می‌توان با روشن کردن ژن‌های مشابه شناسایی کرد، یعنی سرنخی که نشان می‌دهد ممکن است نقش‌های مشابهی در مغز هر دو گونه داشته باشند. چنین نشانه‌هایی را می‌توان برای شناسایی نورون‌هایی که این نقش را در مغزهای مختلف ایفا می‌کنند، استفاده کرد.

آیزن می‌گوید: نورون‌هایی با امضای ژنی مشابه در موش‌ها تقریباً در همان مکان‌های مغزی نورون‌های اجتماعی گورخرماهی‌ها قرار دارند.

این یافته‌ها باور پژوهشگران را تقویت می‌کند مبنی بر این که کار آنها در مورد گورخرماهی‌ها می‌تواند به موش‌ها یا انسان‌ها نیز ترجمه شود. مطالعه پیچ و خم‌های رشد مغز در گورخرماهی‌ها آسان‌تر است، جایی که دانشمندان می‌توانند مدارهای عصبی را از طریق بدن شفاف این نوع ماهی مشاهده کنند. سپس می‌توانند از آن‌ها به عنوان نقطه شروعی برای درک و شناخت این ویژگی‌ها در سایر گونه‌ها استفاده کنند.

پژوهشگران می‌گویند هم اختلال در میکروبیوم روده و هم هرس ضعیف سیناپس عصبی با طیف وسیعی از شرایط عصبی روانپزشکی مانند اختلال طیف اوتیسم مرتبط است.

جوزف بروکنر از پژوهشگران این مطالعه می‌گوید: اگر بتوانیم اینها را به هم پیوند دهیم، ممکن است ایجاد درمان‌های بهتری برای طیف وسیعی از اختلالات تسهیل شود. گام بعدی این است که بفهمیم چه مولکولی باکتری‌ها را به میکروگلیا پیوند می‌دهد و مسیر بین میکروب‌ها و این رفتار را با جزئیات بیشتری ترسیم می‌کند.

این گروه پژوهشی یافته‌های خود را در دو مقاله جدید که در مجله‌های PLOS Biology و BMC Genomics منتشر شده است، گزارش داده‌اند.