يحفظ
في أحد المختبرات في كاليفورنيا بالولايات المتحدة، تتجول الفئران حول أقفاصها، كما تفعل الفئران. لكن داخل أدمغتهم يوجد ملايين من الخلايا العصبية البشرية العاملة.
قام باحثون في جامعة ستانفورد بزراعة خلايا بشرية مزروعة في المختبر في فئران معدلة وراثيا بحيث تفتقر إلى أجزاء من أدمغتها، بما في ذلك القشرة الدماغية، وهي المنطقة الخارجية التي تلعب دورا رئيسيا في الإدراك والحركة واتخاذ القرار والاهتمام.
القصص الموصى بها
ووفقا لدراسة نشرت في مجلة Nature، فإن هذه ما يسمى بـ "الفئران القشرية الغريبة" قد تقدم طريقة جديدة لدراسة الدوائر العصبية واضطرابات الدماغ مثل الفصام والشلل الدماغي والخرف.
إن وضع أنسجة دماغ بشرية داخل حيوان يبدو وكأنه شيء من فرانكشتاين لماري شيلي، ولكن إلى أي حد تعتبر هذه الفئران "بشرية" حقًا؟ وماذا وجد الباحثون؟
هذا ما نعرفه.
كيف عملت التجربة؟
قام الباحثون بتعديل الفئران وراثيا بحيث ولدت ونمت بدون معظم القشرة الدماغية والحصين المجاور، وهي ضرورية للحركة والتعلم والذاكرة.
عندما كان عمر الحيوانات يومين، قام الباحثون بحقن "العضويات" البشرية في المساحات الفارغة. العضيات هي كتل صغيرة من الخلايا المزروعة في المختبر من الخلايا الجذعية أو الأنسجة السرطانية التي تحاكي الأعضاء البشرية الحقيقية. وتمت زراعة كل منها من الخلايا الجذعية لمتبرعين أصحاء، وتحتوي على حوالي 100000 خلية بشرية.
وبشكل عام، أزال الباحثون حوالي 14 مليون خلية عصبية من الفأر، وأضافوا حوالي 4 ملايين خلية عصبية بشرية.
وشدد الباحثون على أن هذا ليس نفس الشيء مثل عملية زرع الدماغ، وأن الحيوانات ليست "فئران تفكر مثل البشر".
لقد جربوا عمليات الزرع على 29 فأرًا، ونجحت في 25 منهم.
ماذا حدث للفئران؟
وفي غضون ثلاثة أشهر، نمت الأنسجة البشرية أكبر بنحو خمسة أضعاف داخل أدمغة الفئران، وارتبطت بإمدادات الدم وملأت أكثر من 90% من التجاويف.
سارت الفئران "القشرة الغريبة" ونطقت بشكل طبيعي في الغالب، على الرغم من أن الأنسجة البشرية تشكل حوالي نصف حجم دماغها.
في اختبار المتاهة، استمرت الفئران التي لا تحتوي على الأنسجة البشرية المزروعة في الضياع، في حين كان أداء الفئران التي لديها خلايا بشرية أفضل، مما يشير إلى أن الأنسجة البشرية ساهمت في الإدراك.
وبشكل غير متوقع، تطورت بعض الأنسجة إلى خلايا عصبية فون إيكونومو، وهي خلايا طويلة ونادرة لا توجد عادة في الفئران ويكاد يكون من المستحيل صنعها في المختبر. وهي موجودة في الحيوانات الاجتماعية للغاية مثل البشر والقردة والحيتان والفيلة.
قد تساعد التجربة أيضًا في تفسير الشلل الدماغي.
في حين أن الأطفال الرضع يمكن أن يعانون من الحرمان من الأكسجين نتيجة لمضاعفات أكثر تواترا أثناء الولادة الأطول والأكثر تعقيدا، فإن أطفال الفئران نادرا ما يعانون من ذلك، مما جعل من الصعب دراسة الحالة على القوارض.
عندما تعرضت الفئران المعدلة في هذه الحالة لنسبة منخفضة من الأكسجين، أظهرت تلفًا في الدماغ، وتغيرًا في المشية، وضعف التنسيق بين الأطراف.
لماذا نضع الخلايا العصبية البشرية في الفأر؟
تعد أمراض الدماغ البشرية من أصعب الحالات التي يمكن دراستها. يحتوي الدماغ على حوالي 86 مليار خلية عصبية مرتبطة بتريليونات الوصلات. إن الحواجز الأخلاقية وحواجز السلامة، إلى جانب التعقيد البيولوجي العالي للدماغ، تحد من القدرة على الوصول إلى أنسجة الدماغ البشرية الحية.
لقد أمضى العلماء سنوات في زراعة "العضويات" بدلاً من ذلك: مجموعات صغيرة من الخلايا العصبية البشرية التي يتم زراعتها في المختبر. لكنهم ليسوا أدمغة في طبق. إنهم يفتقرون إلى الاتصالات والمدخلات وبيئة الدماغ الحي.
وقال سيرجيو باسكا، كبير مؤلفي الورقة البحثية وأستاذ الطب النفسي والعلوم السلوكية بجامعة ستانفورد، إن هذا لديه القدرة على منح الباحثين رؤية غير مسبوقة للدماغ البشري.
وقال: "على مدى العقدين الماضيين، كان هناك سعي لمحاولة بناء نماذج للدماغ البشري خارج جسم الإنسان".
"هذا لن يحل محل جميع النماذج التي كانت لدينا من قبل، لكنه سيوفر لنا الوصول إلى جوانب أخرى من وظيفة الدماغ البشري التي سيكون من الصعب جدًا دراستها بطريقة أخرى."
ما هي المخاوف الأخلاقية؟
ومع تقدم الأبحاث في مجال عضيات الدماغ، تتزايد أيضًا الدعوة إلى وضع لوائح تنظيمية واضحة وإشراف واضح، نظرًا للمسائل الأخلاقية الحساسة التي تثيرها هذه التقنيات.
تتمحور هذه الأسئلة حول إمكانية أن تمتلك مجموعات الخلايا والأدمغة التي تنمو خارج أجسام أصحابها القدرة على الإحساس أو الوعي، وما إذا كان من الممكن التحقق من ذلك علميا.
وأوقف الباحثون التجارب عندما كان عمر الخلايا العصبية البشرية المزروعة في أدمغة الفئران ستة أشهر، قبل أن تتمكن من تكوين المزيد من الروابط العصبية مع أدمغة الحيوانات، وقبل ظهور أي علامات للوعي.
وقال جون إيفانز، أستاذ علم الاجتماع بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو، والذي لم يشارك في الدراسة، إن هذه التجربة لا تثير في حد ذاتها قضايا أخلاقية كبرى، لكنها تقدم دليلا على أنه يمكن إنشاء حيوانات أخرى قد تثير مخاوف أخلاقية أكثر خطورة.
ولا يزال وضع حدود واضحة لهذا البحث يمثل تحديًا.
وبحسب إيفانز، تكمن المشكلة في عدم وجود نقاط توقف واضحة على المسار التدريجي الذي يمكن أن تتخذه الأبحاث من الفئران إلى الرئيسيات غير البشرية.
وبناءً على ذلك، اقترح ألا يتجاوز الباحثون القوارض في الوقت الحالي، لتجنب إنشاء كائنات هجينة عصبية تجمع بين الخصائص البشرية والحيوانية ويمكن أن تثير جدلاً أخلاقياً.
