علم الأعصاب

تُعرف الفسيولوجيا العصبية بشكل عام بأنها دراسة وظائف الجهاز العصبي. وفي هذا المجال، يبحث العلماء في الجهازين العصبيين المركزي والمحيطي على مستوى الأعضاء الكاملة، أو الشبكات الخلوية، أو الخلايا المفردة، أو حتى المكونات دون الخلوية. وتتمثل السمة الموحدة لهذا التخصص واسع النطاق في الاهتمام بالآليات التي تؤدي إلى توليد ونشر النبضات الكهربائية داخل العصبونات وبينهما. وهذا الموضوع ليس مهماً فقط لفهمنا للعمليات المذهلة التي تحرك الفكر البشري، ولكن أيضاً لقدرتنا على تشخيص وعلاج الاضطرابات المرتبطة...

تحتوي أغشية الخلايا العصبية على قنوات أيونية تتحكم في حركة الشحنات إلى داخل الخلية وخارجها، وبذلك تنظم عملية إطلاق السيالات العصبية. وتعد تقنية تسجيل تثبيت الرقعة (patch clamp recording) من التقنيات المفيدة للغاية لاستقصاء الخصائص الفيزيائية الحيوية لهذه القنوات. وفي هذه الطريقة، يضع علماء الأعصاب ماصة زجاجية دقيقة مصقولة مقابل الخلية ويطبقون قوة شفط لتكوين سدادة عالية المقاومة. تعزل هذه العملية "رقعة" صغيرة من الغشاء تحتوي على قناة أيونية واحدة أو أكثر. وباستخدام قطب كهربائي داخل الماصة...

تلعب أيونات الكالسيوم دوراً أساسياً في وظيفة العصبونات: فهي تعمل كإشارات داخل خلوية يمكنها تحفيز استجابات مثل تغيير التعبير الجيني وإطلاق النواقل العصبية من الحويصلات التشابكية. ويكون تركيز الكالسيوم داخل الخلية ديناميكياً للغاية نظراً لوجود مضخات تنقل هذه الأيونات بشكل انتقائي استجابةً لمجموعة متنوعة من الإشارات. ويستفيد التصوير الكالسيومي من تدفق الكالسيوم داخل الخلوي لتصوير إشارات الكالسيوم بشكل مباشر في العصبونات الحية.يبدأ هذا الفيديو بنظرة عامة على الكواشف الرئيسية المستخدمة في هذه...

علم التشريح العصبي هو دراسة تراكيب الجهاز العصبي وكيفية ارتباطها بالوظائف. وينصب تركيز علماء التشريح العصبي على التراكيب العيانية داخل الجهازين العصبيين المركزي والمحيطي، مثل الطيات القشرية على سطح الدماغ. ومع ذلك، يهتم العلماء في هذا المجال أيضاً بالعلاقات المجهرية بين العصبونات والخلايا الدبقية - وهما النوعان الرئيسيان من الخلايا في الجهاز العصبي.يوفر هذا الفيديو نظرة عامة موجزة على تاريخ الأبحاث التشريحية العصبية، والتي تعود إلى القرن الرابع قبل الميلاد، عندما اقترح الفلاسفة لأول مرة أن...

تعد الجراحة بالتوجيه التجسيمي (أو الجراحة المجسمة) طريقة تُستخدم للتعامل مع أدمغة الحيوانات الحية. تتيح هذه التقنية للباحثين استهداف البنى العميقة داخل الدماغ بدقة من خلال استخدام أطلس التوجيه التجسيمي، الذي يوفر الإحداثيات ثلاثية الأبعاد لكل منطقة بالنسبة للمعالم التشريحية الموجودة على الجمجمة. وبعد كشف الجمجمة، يتم تثبيت الحيوانات المخدّرة على جهاز متخصص يُعرف بإطار التوجيه التجسيمي، والذي يسمح بوضع الأدوات التجريبية بدقة في الإحداثيات المحددة. وتعتبر الجراحة بالتوجيه التجسيمي نهجاً متعدد...

من أجل فحص التكوين الخلوي والهيكلي والجزيئي للأنسجة والأعضاء، يستخدم الباحثون طريقة تُعرف بالصبغ النسيجي. وفي هذه التقنية، يتم حفظ النسيج المستهدف باستخدام مثبتات كيميائية ثم يتم تقطيعه إلى شرائح رقيقة جداً. بعد ذلك، تُطبق مجموعة متنوعة من تقنيات الصبغ لتوفير التباين في المقاطع التي تبدو متجانسة بصرياً. وفي دراسة التشريح العصبي، تُطبق التقنيات النسيجية بشكل متكرر لتصور ودراسة أنسجة الجهاز العصبي.يركز هذا الفيديو على تقنيات الصبغ النسيجي للأنسجة العصبية. يتم تقديم نظرة عامة على صبغات الدماغ...

علم الأعصاب السلوكي هو دراسة كيفية توجيه الجهاز العصبي للسلوك، وكيفية ارتباط المناطق والشبكات الوظيفية المختلفة داخل الدماغ بسلوكيات وحالات مرضية محددة. ويستخدم الباحثون في هذا المجال مجموعة واسعة من الطرق التجريبية التي تتراوح بين تقنيات تدريب الحيوانات المعقدة وتجارب التصوير المتطورة على البشر.يقدم هذا المقطع أولاً نظرة تاريخية عامة على بعض المعالم الرئيسية التي أدت إلى فهمنا الحالي لكيفية تحكم الدماغ في السلوك. ثم يتم عرض بعض الأسئلة الجوهرية التي يطرحها علماء الأعصاب السلوكية، والتي تتضمن...

تعد متاهة مورس المائية واحدة من أكثر الاختبارات السلوكية استخداماً لدراسة التعلم والذاكرة المكانية. في المراحل الأولية من هذه المهمة، يجب على القوارض السباحة إلى منصة للهروب من حوض مائي. بعد ذلك، يتم إخفاء المنصة تحت سطح الماء، مما يتطلب من الحيوان تذكر موقعها لكي يتمكن من الهروب. يمكن استخدام تصميم هذه المتاهة البسيط والقوي في آن واحد لتقييم الوظائف المعرفية، ودراسة النماذج الحيوانية للأمراض التنكسية العصبية، واختبار العلاجات الدوائية المحتملة. يوفر هذا الفيديو مقدمة عن متاهة موريس المائية...

يعد التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) تقنية تصوير عصبي غير جراحية تُستخدم لاستقصاء وظائف الدماغ البشري والإدراك لدى كل من الأفراد الأصحاء والمجموعات التي تعاني من حالات دماغية غير طبيعية. يعتمد التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي على إشارة الرنين المغناطيسي للكشف عن التغيرات في تدفق الدم المرتبطة بالتنشيط العصبي عند أداء مهمة محددة. وهذا ممكن لأن الهيموجلوبين الموجود في الدم يمتلك خصائص مغناطيسية مختلفة اعتماداً على ما إذا كان مرتبطاً بالأكسجين أم لا. فعند أداء مهمة معينة، يحدث تدفق للدم...

تعد العلوم العصبية الخلوية والجزيئية واحدة من أحدث التخصصات الفرعية وأسرعها نموًا في مجال العلوم العصبية. ومن خلال استقصاء تأثيرات الجينات وجزيئات الإشارة والمورفولوجيا الخلوية، يكشف الباحثون في هذا المجال عن رؤى بالغة الأهمية حول نمو الدماغ ووظيفته الطبيعية، بالإضافة إلى الأسباب الجذرية للعديد من الحالات المرضية. يبدأ هذا الفيديو التعريفي بالعالم المثير لعلوم الأعصاب الخلوية والجزيئية بعرض خط زمني للدراسات المرجعية، بدءاً من اكتشاف DNA في عام 1953 وصولاً إلى الاختراقات الحديثة مثل استنساخ...

غالباً ما تفرض تعقيدات الدماغ على علماء الأعصاب استخدام نظام أبسط لإجراء التلاعبات والملاحظات التجريبية. ومن النهج القوية في هذا الصدد توليد مستنبت أولي عن طريق تشريح أنسجة الجهاز العصبي، وتفكيكها إلى خلايا مفردة، ثم تنمية تلك الخلايا in vitro. وتجعل المستنبتات الأولية الخلايا العصبية والدبقية سهلة الوصول إلى الأدوات التجريبية المطلوبة لتقنيات مثل التلاعب الجيني والتصوير بفاصل زمني. علاوة على ذلك، تمثل هذه المستنبتات بيئة عالية التحكم لدراسة الظواهر المعقدة مثل التفاعلات بين الخلايا. يوفر هذا...

تُعد عملية عفن الخلية (Transfection) - وهي عملية نقل المادة الوراثية إلى الخلايا - أداة قوية للتلاعب السريع والفعال بالتعبير الجيني داخل الخلايا. ونظراً لإمكانية استخدام هذه الطريقة لإسكات التعبير عن بروتينات محددة أو لتحفيز التعبير عن بروتينات غريبة أو معدلة، فإن عفن الخلية يمثل أداة مفيدة للغاية في دراسة العمليات الخلوية والجزيئية التي تحكم وظيفة العصبونات. ومع ذلك، تمتلك العصبونات الناضجة عدداً من الخصائص التي تجعل من الصعب إتمام عملية عفنها، لذا تتطلب التعديلات الوراثية لهذا النوع من...

ينشأ التركيب المعقد للجهاز العصبي للفقاريات من سلسلة معقدة من الأحداث التي تشمل تمايز الخلايا، وهجرة الخلايا، وتغيرات في مورفولوجيا الخلايا. وتعد دراسة هذه العمليات أساسية لفهمنا لوظيفة الجهاز العصبي، بالإضافة إلى قدرتنا على تشخيص وعلاج الاضطرابات الناتجة عن النمو غير الطبيعي. ومع ذلك، يصعب الوصول إلى الأنسجة العصبية نسبياً لإجراء التلاعبات التجريبية، خاصة في الثدييات الجنينية. ونتيجة لذلك، يستفيد العديد من العلماء من زراعة المستأصلات من أجل دراسة عمليات النمو العصبي في بيئة "نمطية عضوية"...

In utero electroporation هو تقنية مهمة لدراسة الآليات الجزيئية التي توجه تكاثر الخلايا وتمايزها وهجرتها ونضجها أثناء التطور العصبي. يتيح التثقيب الكهربائي التوصيل السريع والمستهدف للمواد إلى داخل الخلايا من خلال استخدام نبضات كهربائية لإنشاء مسام مؤقتة في أغشية الخلايا. ورغم أن التثقيب الكهربائي قد استُخدم تقليدياً في الدراسات التي تُجرى in vitro، إلا أن التقدم العلمي قد وسع الآن نطاق استخدامه ليشمل الأعضاء السليمة، مثل تلك الموجودة في أجنة الفئران التي تنمو in utero.سيقدم هذا الفيديو المبادئ...

يُعد علم الأعصاب التنموي مجالاً يستكشف كيفية تشكل الجهاز العصبي، بدءاً من المراحل الجنينية المبكرة وصولاً إلى مرحلة البلوغ. وعلى الرغم من أن الخلايا السلفية العصبية تتبع مراحل متوقعة من التكاثر، والتمايز، والهجرة، والنضج، إلا أن الآليات التي تتحكم في التقدم عبر كل مرحلة لا تزال غير مفهومة بشكل كامل. إن دراسة التطور ليست مهمة فقط لفهم كيفية تجميع البنى المعقدة، بل أيضاً لتوصيف الاضطرابات التنموية وعلاجها. ونظراً لأن عمليات إصلاح الإصابات تشبه تلك التي تحدث أثناء التطور، فإن هذا المجال يمثل أيضاً...