شرح: نوبل لفك رموز علم اللمس
حدد David Julius و Ardem Patapoutian الآلية التي من خلالها تتواصل أجهزة الكشف باللمس مع الجهاز العصبي. ما هي انعكاسات أبحاثهم على الطب؟
العلماء الأمريكيون ديفيد جوليوس (إلى اليسار) وأردم باتابوتيان. الحواس الخمس التي من خلالها يدرك البشر ويختبرون العالم من حولهم معروفة جيدًا. لقد كانت الآليات الداخلية داخل جسم الإنسان والتي من خلالها ندرك ونستجيب للضوء والصوت والرائحة والذوق جيدًا إلى حد ما لعدة عقود. إن فهم كيف نشعر من خلال اللمس - إدراك الحرارة أو البرودة أو الضغط أو الإجهاد أو الشعور بالألم الجسدي - استعصى على العلماء لفترة طويلة.
حتى قام ديفيد جوليوس وأردم باتابوتيان ، اللذان يعملان بشكل مستقل في الولايات المتحدة ، بإجراء سلسلة من الاكتشافات في أواخر التسعينيات وأوائل القرن الحادي والعشرين لاكتشاف أجهزة كشف اللمس في أجسامنا والآلية التي من خلالها يتواصلون مع الجهاز العصبي للتعرف والاستجابة. لمسة خاصة. لأبحاثهم الرائدة ، والتي لا تزال مستمرة ، تم الإعلان يوم الاثنين عن فوز جوليوس البالغ من العمر 66 عامًا وباتابوتيان البالغ من العمر 54 عامًا بجائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء لعام 2021.
| الجائزة الأولى لاقتصاديات العملجائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء هي أول جائزة في العلوم يتم الإعلان عنها. سيتم الإعلان عن جائزة نوبل في الفيزياء يوم الثلاثاء ، تليها الجائزة في الكيمياء في اليوم التالي.
مجسات
حصل يوليوس وباتابوتيان على الجائزة لاكتشافاتهم لمستقبلات درجة الحرارة واللمس . ببساطة ، اكتشفوا المستشعرات الجزيئية في جسم الإنسان الحساسة للحرارة والضغط الميكانيكي ، وتجعلنا نشعر بالحرارة أو البرودة ، أو لمسة جسم حاد على جلدنا.
أجهزة الاستشعار الاصطناعية مألوفة في عالم اليوم. مقياس الحرارة هو حساس شائع لدرجة الحرارة. في الغرفة ، لن تتمكن الطاولة أو السرير من إدراك التغيرات في درجة الحرارة حتى عندما يتعرضون للحرارة ، ولكن مقياس الحرارة سيفعل ذلك. وبالمثل ، في جسم الإنسان ، لا تشعر جميع الجزيئات بالحرارة عند تعرضها لها. فقط بروتينات محددة جدًا هي التي تفعل ذلك ، وتتمثل مهمتها في نقل هذه الإشارة إلى الجهاز العصبي ، الذي يؤدي بعد ذلك إلى استجابة مناسبة. عرف العلماء أن مثل هذه المستشعرات يجب أن تكون موجودة ، لكنهم لم يتمكنوا من التعرف عليها حتى اكتشف يوليوس أول مستقبل للحرارة.
لقد كان اكتشافًا أساسيًا للغاية. جاء تحديد جوليوس لمستقبلات الحرارة في أواخر التسعينيات من خلال فحص ممل للغاية لمئات الجينات من حيث حساسيتها لدرجة الحرارة. اليوم ، لدينا أجهزة كمبيوتر ونماذج فعالة للغاية يمكنها تقليل العمل ، وتسريع العملية ، ولكن في تلك الأيام كان الأمر يتطلب الكثير من البحث المضني. أدى هذا الاكتشاف الأول إلى تحديد عدة مستقبلات أخرى. مثلما توجد مستقبلات حساسة للحرارة ، هناك مستقبلات أخرى يمكنها الشعور بالبرودة. ومع ذلك ، يمكن أن يشعر الآخرون بالضغط. قال ديبانجان روي ، عالم الأعصاب في المركز القومي لأبحاث الدماغ في مانيسار ، إننا نعرف الآن العديد من هؤلاء.
| الصحفيون المستقلون الذين دافعوا عن حرية التعبير
الآلية
لا تختلف قدرة الإنسان على الإحساس بالحرارة أو البرودة والضغط كثيرًا عن عمل العديد من الكاشفات المألوفة لدينا. كاشف الدخان ، على سبيل المثال ، يرسل إنذارًا عندما يستشعر دخانًا يتجاوز حدًا معينًا. وبالمثل ، عندما يلامس شيء ساخن أو بارد الجسم ، فإن مستقبلات الحرارة تمكن من مرور بعض المواد الكيميائية المحددة ، مثل أيونات الكالسيوم ، عبر غشاء الخلايا العصبية. إنها مثل البوابة التي تفتح بناءً على طلب محدد للغاية. يتسبب دخول المادة الكيميائية داخل الخلية في حدوث تغير طفيف في الجهد الكهربائي ، والذي يلتقطه الجهاز العصبي.
هناك مجموعة كاملة من المستقبلات الحساسة لنطاقات مختلفة من درجات الحرارة. عندما يكون هناك المزيد من الحرارة ، يتم فتح المزيد من القنوات للسماح بتدفق الأيونات ، ويكون المخ قادرًا على إدراك درجة حرارة أعلى. قال Aurnab Ghose ، عالم الأعصاب في المعهد الهندي لتعليم وبحوث العلوم في بيون ، إن أشياء مماثلة تحدث عندما نلمس شيئًا شديد البرودة.
| أول جائزة نوبل لعلوم المناخقال جوس إن هذه المستقبلات حساسة ليس فقط للمس الخارجي ، ولكن يمكنها أيضًا اكتشاف تغيرات درجة الحرارة أو الضغط داخل الجسم أيضًا.
نوبل لعلم وظائف الأعضاء أو الطب عندما تنحرف درجة حرارة أجسامنا عن المستوى الأمثل ، على سبيل المثال ، يحدث رد فعل. يبذل الجسم جهدًا للعودة إلى درجة الحرارة المثلى أو الأساسية. وقال إن هذا يحدث فقط لأن المستقبلات الحرارية قادرة على الشعور بتغير في درجة الحرارة ، والجهاز العصبي يحاول استعادة ذلك.
ولكن هذا ليس كل شيء. عندما تمتلئ مثانتنا البولية ، على سبيل المثال ، يزداد الضغط في المثانة. يتم استشعار هذا التغيير في الضغط من خلال مستقبلات الضغط وينتقل إلى الجهاز العصبي مما يخلق هذا الدافع لقضاء الحاجة. قال غوس إن التغييرات في ضغط الدم يتم استشعارها بطريقة مماثلة ، والشروع في الإجراءات العلاجية ... وهذا هو السبب في أن اكتشافات هذه المستقبلات أمر أساسي لفهمنا لكيفية عمل أجسامنا.
الآثار العلاجية
غالبًا ما أدت الاختراقات في علم وظائف الأعضاء إلى تحسين القدرة على محاربة الأمراض والاضطرابات. هذه ليست مختلفة عن البقية. كما أشارت سنيها شاشيدارا ، حاصلة على درجة الدكتوراه في علم الأعصاب الإدراكي ، فإن تحديد هذه المستقبلات يفتح إمكانية تنظيم عملها. على سبيل المثال ، هناك مستقبلات تجعلنا نشعر بالألم. إذا كانت هذه المستقبلات قادرة على كبت أو تقليل فعاليتها ، فإن الشخص يشعر بألم أقل.
الألم المزمن موجود هو عدد من الأمراض والاضطرابات. في وقت سابق ، كانت تجربة الألم لغزا. وقالت ولكن مع فهمنا لهذه المستقبلات أكثر فأكثر ، فمن الممكن أن نكتسب القدرة على تنظيمها بطريقة تقلل الألم.
| فكرة بسيطة حفزت تفاعلات تغيير اللعبةقال Ghose ، في الواقع ، كان البحث في هذا المجال جاريًا بالفعل. وقال إنه من الممكن أن يعمل الجيل القادم من مسكنات الألم بهذه الطريقة ، مضيفًا أن هناك العديد من الآثار العلاجية الأخرى أيضًا ، بما في ذلك التدخلات التي قد تكون مفيدة في علاج أمراض مثل السرطان أو مرض السكري.
النشرة الإخبارية| انقر للحصول على أفضل الشرح لهذا اليوم في بريدك الوارد
شارك الموضوع مع أصدقائك:
