من خلال دراسة علم التشريح العصبي ، يحاول العلماء رسم خريطة للتنقل في النظام المعقد الذي يتحكم في سلوكنا. على المستوى المجهري ، يحقق علماء التشريح العصبي في العلاقات بين خلايا الإشارات ، والمعروفة باسم الخلايا العصبية. خلايا الصيانة ، والمعروفة باسم الخلايا الدبقية ؛ وبنية المصفوفة خارج الخلية التي تدعمها. من منظور أوسع ، على مستوى الأعضاء ، يفحص التشريح العصبي هياكل الدماغ والمسارات العصبية.
سيقدم هذا الفيديو نظرة عامة على أبحاث التشريح العصبي من خلال تقديم تاريخ هذا المجال ، والأسئلة الرئيسية التي يطرحها علماء التشريح العصبي ، والأدوات المتاحة للإجابة على هذه الأسئلة ، متبوعا بمراجعة لبعض التجارب المحددة التي تبحث في علم التشريح العصبي.
لنبدأ بمراجعة تاريخ هذا الفرع من علم الأعصاب. يمكن إرجاع جذور البحث التشريحي العصبي إلى القرن الرابع قبل الميلاد ، عندما افترض أبقراط أن النشاط العقلي موجود في الدماغ ، وليس في القلب.
ولكن لم يكن حتى نهاية القرن الخامس عشر ، عندما أزال البابا سيكستوس الرابع وصمة العار عن تشريح الإنسان ، تم تنشيط دراسة التشريح العصبي ، كما يتضح من نشر كتاب أندرياس فيزاليوس في عام 1543 "حول أعمال جسم الإنسان" ، والذي تضمن وصفا مفصلا لتشريح الدماغ.
بالتوسع في هذا العمل ، في عام 1664 ، نشر توماس ويليس "تشريح الدماغ" ، حيث قدم العديد من الهياكل العصبية الجديدة وتكهن بوظيفتها. يعتبر هذا العمل الآن أساس علم التشريح العصبي الحديث.
في نهاية القرن السادس عشر ، أثار اختراع المجهر ثورة ثانية في أبحاث التشريح العصبي. بعد هذا الاختراق التكنولوجي ، في عام 1873 ، اخترع كاميلو جولجي تقنية تلطيخ لتصور الخلايا العصبية المفردة تحت المجهر.
بفضل هذه الابتكارات ، في عام 1888 ، صاغ سانتياغو رامون إي كاخال عقيدة الخلايا العصبية: فكرة أن الوحدة التشريحية والوظيفية للدماغ هي الخلايا العصبية.
بالعودة إلى المستوى العياني ، في عام 1909 ، نشر كوربينيان برودمان سلسلة من خرائط الدماغ ، حيث قسم القشرة الدماغية إلى 52 منطقة متميزة ، أطلق عليها اسم "مناطق برودمان". استندت هذه الخرائط إلى ملاحظته أن المناطق القشرية المختلفة لها بنية خلوية مختلفة.
في وقت لاحق ، في عام 1957 ، أنتج وايلدر بينفيلد وثيودور راسموسن homunculus القشري: خريطة أكثر تفصيلا لمناطق Brodmann المختارة توضح المناطق التي تتحكم في وظائف حركية وحسية محددة.
بناء على هذه الدراسات التاريخية المثيرة للإعجاب لبنية الجهاز العصبي على المستويين المجهري والعياني ، يطرح علماء التشريح العصبي اليوم أسئلة تتعلق بكيفية ارتباط الهيكل بالوظيفة. للبدء ، يركز بعض الباحثين بشكل خاص على الهندسة الخلوية ، أو ترتيب الخلايا العصبية والخلايا الدبقية. على سبيل المثال ، للتحقيق في نوى معينة ، أو مجموعات الخلايا العصبية في الدماغ ، من المفيد توصيف الأنواع الفرعية العصبية الموجودة هناك والروابط التي تجريها هذه الخلايا مع مناطق الدماغ الأخرى.
بالنظر إلى أن البنية الخلوية ديناميكية ، يركز سؤال رئيسي آخر في هذا المجال على كيفية ولماذا تحدث التغييرات التشريحية العصبية.
على سبيل المثال ، يرتبط التعلم والذاكرة ب "المرونة العصبية" ، أو التغيرات في المسارات العصبية ، مثل التغيرات في نقاط الاتصال الهيكلية بين الخلايا العصبية. يمكن أن تتغير النتوءات الصغيرة ، التي تسمى العمود الفقري المتغصني ، ديناميكيا في الحجم والشكل والعدد بطريقة تعتمد على النشاط.
يعد فهم بنية الجهاز العصبي أمرا محوريا أيضا لشرح الخلل الوظيفي فيه.
على سبيل المثال ، ترتبط الأمراض التنكسية العصبية المنهكة بالتغيرات التشريحية العصبية المميزة ، مثل تنكس الخلايا العصبية الدوبامينية التي لوحظت في مرض باركنسون.
بعد مناقشة الأسئلة الرئيسية التي يطرحها علماء التشريح العصبي ، دعنا نراجع الأدوات التي يستخدمها هؤلاء العلماء للعثور على إجابات.
أولا ، علم الأنسجة ، أو تحليل شرائح الأنسجة الملطخة ، هو تقنية أساسية لدراسة الهندسة الخلوية.
لدى علماء التشريح العصبي عدد من البقع تحت تصرفهم لتصور هياكل معينة في الجهاز العصبي.
الكيمياء النسيجية هي فرع من فروع الأنسجة يعتمد على توطين وتحديد المكونات الكيميائية. أحد التطبيقات القيمة بشكل خاص للكيمياء النسيجية هو الكشف عن المتتبعات: الجزيئات التي يتم إدخالها في الخلايا العصبية لتصور اتصالاتها داخل الجهاز العصبي.
كما ذكرنا سابقا ، أحدث ظهور المجهر ثورة في طريقة دراسة التشريح العصبي. يتيح المجهر الضوئي تصوير الأنسجة العصبية الملطخة بالنسيجية بما يصل إلى ألف مرة من حجمها الأصلي ، وبالتالي الكشف عن الهندسة الخلوية. يسمح المجهر الضوئي الفلوري بتصوير البروتينات ذات العلامات المناعية في أقسام الأنسجة ، أو في الثقافة ، ويسمح بدراسات التحديد المشترك ، والتي تتضمن تحديد ما إذا كان هناك بروتينان على مقربة من خلية عصبية واحدة أم لا.
التصوير متحد البؤر هو طريقة محسنة للفحص المجهري الفلوري الذي يسمح بالتقسيم البصري للأنسجة العصبية ، وبالتالي يمكن استخدامه لتوليد إعادة بناء ثلاثية الأبعاد للخلايا العصبية بحيث يمكن دراسة مورفولوجيتها أو شكلها.
تصوير 2 فوتون هو نوع آخر من التصوير الفلوري ، والذي يمكن أن يخترق بعمق الأنسجة وغالبا ما يستخدم للتصوير الحي للدماغ في تصرف.
ومع ذلك ، لا يمكن لأي فوتون أن يخترق تماما مثل الإلكترون ، لذلك كان المجهر الإلكتروني لا يقدر بثمن لتوفير دقة دون النانومتر للهياكل العصبية. على وجه الخصوص ، تم تصور المشبك بتفاصيل رائعة باستخدام المجهر الإلكتروني للإرسال. علاوة على ذلك ، من خلال تجميع الصور التي تم الحصول عليها من الأقسام التسلسلية التي تم تصورها باستخدام المجهر الإلكتروني ، يمكن إنشاء إعادة بناء ثلاثية الأبعاد ل "مجلدات" الخلايا العصبية عبر عملية تعرف باسم التصوير المقطعي.
لمراقبة التغيرات في الهياكل التشريحية العصبية بمرور الوقت ، يعد التصوير العصبي أداة مفيدة للغاية. يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي ، أو التصوير بالرنين المغناطيسي ، على نطاق واسع لفحص الدماغ لدى البشر. توفر هذه التقنية صورة للدماغ ككل ، تصل إلى دقة 1 مم. يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي لفحص المادة البيضاء من خلال التصوير بالجرات. باستخدام هذه التقنية ، يتصور علماء التشريح العصبي حزم من المحاور ، ويكشف عن الروابط بين مناطق الدماغ وداخلها.
من أجل تقييم الارتباطات بين التشريح العصبي وحالات المرض ، يستخدم العلماء في كثير من الأحيان التقنيات الجراحية المطبقة على النماذج الحيوانية. تستخدم الجراحة التجسيمية نظام إحداثيات ثلاثي الأبعاد وأطالس تشريحية مفصلة للسماح للباحثين بمعالجة المناطق التشريحية المعزولة. باستخدام جهاز تجسيمي والمعلومات التشريحية المناسبة ، من الممكن توصيل التحفيز الكهربائي أو إدخال الأدوية أو المواد الأخرى أو إنشاء آفات في المناطق المستهدفة من الدماغ.
بعد ذلك ، دعنا نراجع بعض تطبيقات هذه الأساليب. يمكن الحصول على معلومات مفصلة حول بنية الدماغ من خلال تحليل الأدمغة المحفوظة التي يتم تقطيعها إلى أقسام. لتسليط الضوء على السمات الهيكلية المميزة ، تم تلطيخ هذه الأقسام من دماغ الرئيسيات لإظهار التعبير عن ثلاثة بروتينات في جميع أنحاء الدماغ. يمكن أيضا دراسة المقاطع الملطخة بتكبير عال ، مما يسمح للباحثين بتصور الهيكل على المستوى الخلوي.
يمكن للتجربة تعديل بنية الخلايا العصبية على المستوى الخلوي. في هذه التجربة ، تتعرض الفئران الصغيرة لمحفزات عن طريق اللمس طوال فترة النمو. عندما يصلون إلى سن الرشد ، يتم جمع عينات الدماغ وتلطيخها لتصور مورفولوجيا الخلية. تكشف الصور الناتجة عن تغييرات في شكل وعدد التشعبات ، مما يشير إلى تغيير الاتصال العصبي.
يعتبر التشريح العصبي أمرا محوريا في البيئات السريرية ، لأنه يساهم في تشخيص وعلاج الأمراض العصبية والنفسية. على سبيل المثال ، ترتبط التغييرات في البنية الخلوية ارتباطا وثيقا بحالات مرضية معينة. غالبا ما يتم الجمع بين تقنيات التصوير العصبي الهيكلي والتصوير الوظيفي لمقارنة نشاط مناطق معينة من الدماغ في الحالات الطبيعية والمرضية. على سبيل المثال ، يظهر المرضى الذين يعانون من الارتجاج تغيرات في أنماط النشاط العصبي ، والتي ترتبط بتعافيهم من الإصابة.
لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE في علم التشريح العصبي. في هذا الفيديو ، استعدنا تاريخ أبحاث التشريح العصبي ، وقدمنا الأسئلة الرئيسية التي يطرحها علماء التشريح العصبي. كما استكشفنا استراتيجيات البحث على المستويين المجهري والعياني ، وناقشنا تطبيقاتها.
شكرا للمشاهدة!
التشريح العصبي هو دراسة هياكل الجهاز العصبي وكيفية ارتباطها بالوظيفة. أحد محاور علماء التشريح العصبية هو الهياكل العيانية داخل الجهاز العصبي المركزي والمحيطي ، مثل الطيات القشرية على سطح الدماغ. ومع ذلك ، فإن العلماء في هذا المجال مهتمون أيضا بالعلاقات المجهرية بين الخلايا العصبية والخلايا الدبقية - وهما نوعان رئيسيان من الخلايا في الجهاز العصبي.
يقدم هذا الفيديو لمحة موجزة عن تاريخ أبحاث التشريح العصبي ، والذي يعود تاريخه إلى القرن الرابع قبل الميلاد ، عندما اقترح الفلاسفة لأول مرة أن الروح موجودة في الدماغ بدلا من القلب. تتم أيضا مراجعة الأسئلة الرئيسية التي يطرحها علماء التشريح العصبي ، بما في ذلك موضوعات مثل الدور الذي تلعبه الهندسة الخلوية ، أو ترتيب الخلايا العصبية والخلايا الدبقية ، في وظائف الدماغ. وكيف يتغير التشريح العصبي نتيجة للتجربة أو المرض. بعد ذلك ، يتم وصف بعض الأدوات المتاحة للإجابة على هذه الأسئلة ، مثل علم الأنسجة والتصوير بالرنين المغناطيسي. أخيرا ، يقدم الفيديو العديد من تطبيقات البحوث التشريحية العصبية ، مما يوضح كيف يعيش المجال في مختبرات علم الأعصاب اليوم.
من خلال دراسة علم التشريح العصبي ، يحاول العلماء رسم خريطة للتنقل في النظام المعقد الذي يتحكم في سلوكنا. على المستوى المجهري ، يحقق علماء التشريح العصبي في العلاقات بين خلايا الإشارات ، والمعروفة باسم الخلايا العصبية. خلايا الصيانة ، والمعروفة باسم الخلايا الدبقية ؛ وبنية المصفوفة خارج الخلية التي تدعمها. من منظور أوسع ، على مستوى الأعضاء ، يفحص التشريح العصبي هياكل الدماغ والمسارات العصبية.
سيقدم هذا الفيديو نظرة عامة على أبحاث التشريح العصبي من خلال تقديم تاريخ هذا المجال ، والأسئلة الرئيسية التي يطرحها علماء التشريح العصبي ، والأدوات المتاحة للإجابة على هذه الأسئلة ، متبوعا بمراجعة لبعض التجارب المحددة التي تبحث في علم التشريح العصبي.
لنبدأ بمراجعة تاريخ هذا الفرع من علم الأعصاب. يمكن إرجاع جذور البحث التشريحي العصبي إلى القرن الرابع قبل الميلاد ، عندما افترض أبقراط أن النشاط العقلي موجود في الدماغ ، وليس في القلب.
ولكن لم يكن حتى نهاية القرن الخامس عشر ، عندما أزال البابا سيكستوس الرابع وصمة العار عن تشريح الإنسان ، تم تنشيط دراسة التشريح العصبي ، كما يتضح من نشر كتاب أندرياس فيزاليوس في عام 1543 "حول أعمال جسم الإنسان" ، والذي تضمن وصفا مفصلا لتشريح الدماغ.
بالتوسع في هذا العمل ، في عام 1664 ، نشر توماس ويليس "تشريح الدماغ" ، حيث قدم العديد من الهياكل العصبية الجديدة وتكهن بوظيفتها. يعتبر هذا العمل الآن أساس علم التشريح العصبي الحديث.
في نهاية القرن السادس عشر ، أثار اختراع المجهر ثورة ثانية في أبحاث التشريح العصبي. بعد هذا الاختراق التكنولوجي ، في عام 1873 ، اخترع كاميلو جولجي تقنية تلطيخ لتصور الخلايا العصبية المفردة تحت المجهر.
بفضل هذه الابتكارات ، في عام 1888 ، صاغ سانتياغو رامون إي كاخال عقيدة الخلايا العصبية: فكرة أن الوحدة التشريحية والوظيفية للدماغ هي الخلايا العصبية.
بالعودة إلى المستوى العياني ، في عام 1909 ، نشر كوربينيان برودمان سلسلة من خرائط الدماغ ، حيث قسم القشرة الدماغية إلى 52 منطقة متميزة ، أطلق عليها اسم "مناطق برودمان". استندت هذه الخرائط إلى ملاحظته أن المناطق القشرية المختلفة لها بنية خلوية مختلفة.
في وقت لاحق ، في عام 1957 ، أنتج وايلدر بينفيلد وثيودور راسموسن homunculus القشري: خريطة أكثر تفصيلا لمناطق Brodmann المختارة توضح المناطق التي تتحكم في وظائف حركية وحسية محددة.
بناء على هذه الدراسات التاريخية المثيرة للإعجاب لبنية الجهاز العصبي على المستويين المجهري والعياني ، يطرح علماء التشريح العصبي اليوم أسئلة تتعلق بكيفية ارتباط الهيكل بالوظيفة. للبدء ، يركز بعض الباحثين بشكل خاص على الهندسة الخلوية ، أو ترتيب الخلايا العصبية والخلايا الدبقية. على سبيل المثال ، للتحقيق في نوى معينة ، أو مجموعات الخلايا العصبية في الدماغ ، من المفيد توصيف الأنواع الفرعية العصبية الموجودة هناك والروابط التي تجريها هذه الخلايا مع مناطق الدماغ الأخرى.
بالنظر إلى أن البنية الخلوية ديناميكية ، يركز سؤال رئيسي آخر في هذا المجال على كيفية ولماذا تحدث التغييرات التشريحية العصبية.
على سبيل المثال ، يرتبط التعلم والذاكرة ب "المرونة العصبية" ، أو التغيرات في المسارات العصبية ، مثل التغيرات في نقاط الاتصال الهيكلية بين الخلايا العصبية. يمكن أن تتغير النتوءات الصغيرة ، التي تسمى العمود الفقري المتغصني ، ديناميكيا في الحجم والشكل والعدد بطريقة تعتمد على النشاط.
يعد فهم بنية الجهاز العصبي أمرا محوريا أيضا لشرح الخلل الوظيفي فيه.
على سبيل المثال ، ترتبط الأمراض التنكسية العصبية المنهكة بالتغيرات التشريحية العصبية المميزة ، مثل تنكس الخلايا العصبية الدوبامينية التي لوحظت في مرض باركنسون.
بعد مناقشة الأسئلة الرئيسية التي يطرحها علماء التشريح العصبي ، دعنا نراجع الأدوات التي يستخدمها هؤلاء العلماء للعثور على إجابات.
أولا ، علم الأنسجة ، أو تحليل شرائح الأنسجة الملطخة ، هو تقنية أساسية لدراسة الهندسة الخلوية.
لدى علماء التشريح العصبي عدد من البقع تحت تصرفهم لتصور هياكل معينة في الجهاز العصبي.
الكيمياء النسيجية هي فرع من فروع الأنسجة يعتمد على توطين وتحديد المكونات الكيميائية. أحد التطبيقات القيمة بشكل خاص للكيمياء النسيجية هو الكشف عن المتتبعات: الجزيئات التي يتم إدخالها في الخلايا العصبية لتصور اتصالاتها داخل الجهاز العصبي.
كما ذكرنا سابقا ، أحدث ظهور المجهر ثورة في طريقة دراسة التشريح العصبي. يتيح المجهر الضوئي تصوير الأنسجة العصبية الملطخة بالنسيجية بما يصل إلى ألف مرة من حجمها الأصلي ، وبالتالي الكشف عن الهندسة الخلوية. يسمح المجهر الضوئي الفلوري بتصوير البروتينات ذات العلامات المناعية في أقسام الأنسجة ، أو في الثقافة ، ويسمح بدراسات التحديد المشترك ، والتي تتضمن تحديد ما إذا كان هناك بروتينان على مقربة من خلية عصبية واحدة أم لا.
التصوير متحد البؤر هو طريقة محسنة للفحص المجهري الفلوري الذي يسمح بالتقسيم البصري للأنسجة العصبية ، وبالتالي يمكن استخدامه لتوليد إعادة بناء ثلاثية الأبعاد للخلايا العصبية بحيث يمكن دراسة مورفولوجيتها أو شكلها.
تصوير 2 فوتون هو نوع آخر من التصوير الفلوري ، والذي يمكن أن يخترق بعمق الأنسجة وغالبا ما يستخدم للتصوير الحي للدماغ في تصرف.
ومع ذلك ، لا يمكن لأي فوتون أن يخترق تماما مثل الإلكترون ، لذلك كان المجهر الإلكتروني لا يقدر بثمن لتوفير دقة دون النانومتر للهياكل العصبية. على وجه الخصوص ، تم تصور المشبك بتفاصيل رائعة باستخدام المجهر الإلكتروني للإرسال. علاوة على ذلك ، من خلال تجميع الصور التي تم الحصول عليها من الأقسام التسلسلية التي تم تصورها باستخدام المجهر الإلكتروني ، يمكن إنشاء إعادة بناء ثلاثية الأبعاد ل "مجلدات" الخلايا العصبية عبر عملية تعرف باسم التصوير المقطعي.
لمراقبة التغيرات في الهياكل التشريحية العصبية بمرور الوقت ، يعد التصوير العصبي أداة مفيدة للغاية. يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي ، أو التصوير بالرنين المغناطيسي ، على نطاق واسع لفحص الدماغ لدى البشر. توفر هذه التقنية صورة للدماغ ككل ، تصل إلى دقة 1 مم. يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي لفحص المادة البيضاء من خلال التصوير بالجرات. باستخدام هذه التقنية ، يتصور علماء التشريح العصبي حزم من المحاور ، ويكشف عن الروابط بين مناطق الدماغ وداخلها.
من أجل تقييم الارتباطات بين التشريح العصبي وحالات المرض ، يستخدم العلماء في كثير من الأحيان التقنيات الجراحية المطبقة على النماذج الحيوانية. تستخدم الجراحة التجسيمية نظام إحداثيات ثلاثي الأبعاد وأطالس تشريحية مفصلة للسماح للباحثين بمعالجة المناطق التشريحية المعزولة. باستخدام جهاز تجسيمي والمعلومات التشريحية المناسبة ، من الممكن توصيل التحفيز الكهربائي أو إدخال الأدوية أو المواد الأخرى أو إنشاء آفات في المناطق المستهدفة من الدماغ.
بعد ذلك ، دعنا نراجع بعض تطبيقات هذه الأساليب. يمكن الحصول على معلومات مفصلة حول بنية الدماغ من خلال تحليل الأدمغة المحفوظة التي يتم تقطيعها إلى أقسام. لتسليط الضوء على السمات الهيكلية المميزة ، تم تلطيخ هذه الأقسام من دماغ الرئيسيات لإظهار التعبير عن ثلاثة بروتينات في جميع أنحاء الدماغ. يمكن أيضا دراسة المقاطع الملطخة بتكبير عال ، مما يسمح للباحثين بتصور الهيكل على المستوى الخلوي.
يمكن للتجربة تعديل بنية الخلايا العصبية على المستوى الخلوي. في هذه التجربة ، تتعرض الفئران الصغيرة لمحفزات عن طريق اللمس طوال فترة النمو. عندما يصلون إلى سن الرشد ، يتم جمع عينات الدماغ وتلطيخها لتصور مورفولوجيا الخلية. تكشف الصور الناتجة عن تغييرات في شكل وعدد التشعبات ، مما يشير إلى تغيير الاتصال العصبي.
يعتبر التشريح العصبي أمرا محوريا في البيئات السريرية ، لأنه يساهم في تشخيص وعلاج الأمراض العصبية والنفسية. على سبيل المثال ، ترتبط التغييرات في البنية الخلوية ارتباطا وثيقا بحالات مرضية معينة. غالبا ما يتم الجمع بين تقنيات التصوير العصبي الهيكلي والتصوير الوظيفي لمقارنة نشاط مناطق معينة من الدماغ في الحالات الطبيعية والمرضية. على سبيل المثال ، يظهر المرضى الذين يعانون من الارتجاج تغيرات في أنماط النشاط العصبي ، والتي ترتبط بتعافيهم من الإصابة.
لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE في علم التشريح العصبي. في هذا الفيديو ، استعدنا تاريخ أبحاث التشريح العصبي ، وقدمنا الأسئلة الرئيسية التي يطرحها علماء التشريح العصبي. كما استكشفنا استراتيجيات البحث على المستويين المجهري والعياني ، وناقشنا تطبيقاتها.
شكرا للمشاهدة!
من خلال دراسة علم التشريح العصبي ، يحاول العلماء رسم خريطة للتنقل في النظام المعقد الذي يتحكم في سلوكنا. على المستوى المجهري ، يحقق علماء التشريح العصبي في العلاقات بين خلايا الإشارات ، والمعروفة باسم الخلايا العصبية. خلايا الصيانة ، والمعروفة باسم الخلايا الدبقية ؛ وبنية المصفوفة خارج الخلية التي تدعمها. من منظور أوسع ، على مستوى الأعضاء ، يفحص التشريح العصبي هياكل الدماغ والمسارات العصبية.
سيقدم هذا الفيديو نظرة عامة على أبحاث التشريح العصبي من خلال تقديم تاريخ هذا المجال ، والأسئلة الرئيسية التي يطرحها علماء التشريح العصبي ، والأدوات المتاحة للإجابة على هذه الأسئلة ، متبوعا بمراجعة لبعض التجارب المحددة التي تبحث في علم التشريح العصبي.
لنبدأ بمراجعة تاريخ هذا الفرع من علم الأعصاب. يمكن إرجاع جذور البحث التشريحي العصبي إلى القرن الرابع قبل الميلاد ، عندما افترض أبقراط أن النشاط العقلي موجود في الدماغ ، وليس في القلب.
ولكن لم يكن حتى نهاية القرن الخامس عشر ، عندما أزال البابا سيكستوس الرابع وصمة العار عن تشريح الإنسان ، تم تنشيط دراسة التشريح العصبي ، كما يتضح من نشر كتاب أندرياس فيزاليوس في عام 1543 "حول أعمال جسم الإنسان" ، والذي تضمن وصفا مفصلا لتشريح الدماغ.
بالتوسع في هذا العمل ، في عام 1664 ، نشر توماس ويليس "تشريح الدماغ" ، حيث قدم العديد من الهياكل العصبية الجديدة وتكهن بوظيفتها. يعتبر هذا العمل الآن أساس علم التشريح العصبي الحديث.
في نهاية القرن السادس عشر ، أثار اختراع المجهر ثورة ثانية في أبحاث التشريح العصبي. بعد هذا الاختراق التكنولوجي ، في عام 1873 ، اخترع كاميلو جولجي تقنية تلطيخ لتصور الخلايا العصبية المفردة تحت المجهر.
بفضل هذه الابتكارات ، في عام 1888 ، صاغ سانتياغو رامون إي كاخال عقيدة الخلايا العصبية: فكرة أن الوحدة التشريحية والوظيفية للدماغ هي الخلايا العصبية.
بالعودة إلى المستوى العياني ، في عام 1909 ، نشر كوربينيان برودمان سلسلة من خرائط الدماغ ، حيث قسم القشرة الدماغية إلى 52 منطقة متميزة ، أطلق عليها اسم "مناطق برودمان". استندت هذه الخرائط إلى ملاحظته أن المناطق القشرية المختلفة لها بنية خلوية مختلفة.
في وقت لاحق ، في عام 1957 ، أنتج وايلدر بينفيلد وثيودور راسموسن homunculus القشري: خريطة أكثر تفصيلا لمناطق Brodmann المختارة توضح المناطق التي تتحكم في وظائف حركية وحسية محددة.
بناء على هذه الدراسات التاريخية المثيرة للإعجاب لبنية الجهاز العصبي على المستويين المجهري والعياني ، يطرح علماء التشريح العصبي اليوم أسئلة تتعلق بكيفية ارتباط الهيكل بالوظيفة. للبدء ، يركز بعض الباحثين بشكل خاص على الهندسة الخلوية ، أو ترتيب الخلايا العصبية والخلايا الدبقية. على سبيل المثال ، للتحقيق في نوى معينة ، أو مجموعات الخلايا العصبية في الدماغ ، من المفيد توصيف الأنواع الفرعية العصبية الموجودة هناك والروابط التي تجريها هذه الخلايا مع مناطق الدماغ الأخرى.
بالنظر إلى أن البنية الخلوية ديناميكية ، يركز سؤال رئيسي آخر في هذا المجال على كيفية ولماذا تحدث التغييرات التشريحية العصبية.
على سبيل المثال ، يرتبط التعلم والذاكرة ب "المرونة العصبية" ، أو التغيرات في المسارات العصبية ، مثل التغيرات في نقاط الاتصال الهيكلية بين الخلايا العصبية. يمكن أن تتغير النتوءات الصغيرة ، التي تسمى العمود الفقري المتغصني ، ديناميكيا في الحجم والشكل والعدد بطريقة تعتمد على النشاط.
يعد فهم بنية الجهاز العصبي أمرا محوريا أيضا لشرح الخلل الوظيفي فيه.
على سبيل المثال ، ترتبط الأمراض التنكسية العصبية المنهكة بالتغيرات التشريحية العصبية المميزة ، مثل تنكس الخلايا العصبية الدوبامينية التي لوحظت في مرض باركنسون.
بعد مناقشة الأسئلة الرئيسية التي يطرحها علماء التشريح العصبي ، دعنا نراجع الأدوات التي يستخدمها هؤلاء العلماء للعثور على إجابات.
أولا ، علم الأنسجة ، أو تحليل شرائح الأنسجة الملطخة ، هو تقنية أساسية لدراسة الهندسة الخلوية.
لدى علماء التشريح العصبي عدد من البقع تحت تصرفهم لتصور هياكل معينة في الجهاز العصبي.
الكيمياء النسيجية هي فرع من فروع الأنسجة يعتمد على توطين وتحديد المكونات الكيميائية. أحد التطبيقات القيمة بشكل خاص للكيمياء النسيجية هو الكشف عن المتتبعات: الجزيئات التي يتم إدخالها في الخلايا العصبية لتصور اتصالاتها داخل الجهاز العصبي.
كما ذكرنا سابقا ، أحدث ظهور المجهر ثورة في طريقة دراسة التشريح العصبي. يتيح المجهر الضوئي تصوير الأنسجة العصبية الملطخة بالنسيجية بما يصل إلى ألف مرة من حجمها الأصلي ، وبالتالي الكشف عن الهندسة الخلوية. يسمح المجهر الضوئي الفلوري بتصوير البروتينات ذات العلامات المناعية في أقسام الأنسجة ، أو في الثقافة ، ويسمح بدراسات التحديد المشترك ، والتي تتضمن تحديد ما إذا كان هناك بروتينان على مقربة من خلية عصبية واحدة أم لا.
التصوير متحد البؤر هو طريقة محسنة للفحص المجهري الفلوري الذي يسمح بالتقسيم البصري للأنسجة العصبية ، وبالتالي يمكن استخدامه لتوليد إعادة بناء ثلاثية الأبعاد للخلايا العصبية بحيث يمكن دراسة مورفولوجيتها أو شكلها.
تصوير 2 فوتون هو نوع آخر من التصوير الفلوري ، والذي يمكن أن يخترق بعمق الأنسجة وغالبا ما يستخدم للتصوير الحي للدماغ في تصرف.
ومع ذلك ، لا يمكن لأي فوتون أن يخترق تماما مثل الإلكترون ، لذلك كان المجهر الإلكتروني لا يقدر بثمن لتوفير دقة دون النانومتر للهياكل العصبية. على وجه الخصوص ، تم تصور المشبك بتفاصيل رائعة باستخدام المجهر الإلكتروني للإرسال. علاوة على ذلك ، من خلال تجميع الصور التي تم الحصول عليها من الأقسام التسلسلية التي تم تصورها باستخدام المجهر الإلكتروني ، يمكن إنشاء إعادة بناء ثلاثية الأبعاد ل "مجلدات" الخلايا العصبية عبر عملية تعرف باسم التصوير المقطعي.
لمراقبة التغيرات في الهياكل التشريحية العصبية بمرور الوقت ، يعد التصوير العصبي أداة مفيدة للغاية. يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي ، أو التصوير بالرنين المغناطيسي ، على نطاق واسع لفحص الدماغ لدى البشر. توفر هذه التقنية صورة للدماغ ككل ، تصل إلى دقة 1 مم. يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي لفحص المادة البيضاء من خلال التصوير بالجرات. باستخدام هذه التقنية ، يتصور علماء التشريح العصبي حزم من المحاور ، ويكشف عن الروابط بين مناطق الدماغ وداخلها.
من أجل تقييم الارتباطات بين التشريح العصبي وحالات المرض ، يستخدم العلماء في كثير من الأحيان التقنيات الجراحية المطبقة على النماذج الحيوانية. تستخدم الجراحة التجسيمية نظام إحداثيات ثلاثي الأبعاد وأطالس تشريحية مفصلة للسماح للباحثين بمعالجة المناطق التشريحية المعزولة. باستخدام جهاز تجسيمي والمعلومات التشريحية المناسبة ، من الممكن توصيل التحفيز الكهربائي أو إدخال الأدوية أو المواد الأخرى أو إنشاء آفات في المناطق المستهدفة من الدماغ.
بعد ذلك ، دعنا نراجع بعض تطبيقات هذه الأساليب. يمكن الحصول على معلومات مفصلة حول بنية الدماغ من خلال تحليل الأدمغة المحفوظة التي يتم تقطيعها إلى أقسام. لتسليط الضوء على السمات الهيكلية المميزة ، تم تلطيخ هذه الأقسام من دماغ الرئيسيات لإظهار التعبير عن ثلاثة بروتينات في جميع أنحاء الدماغ. يمكن أيضا دراسة المقاطع الملطخة بتكبير عال ، مما يسمح للباحثين بتصور الهيكل على المستوى الخلوي.
يمكن للتجربة تعديل بنية الخلايا العصبية على المستوى الخلوي. في هذه التجربة ، تتعرض الفئران الصغيرة لمحفزات عن طريق اللمس طوال فترة النمو. عندما يصلون إلى سن الرشد ، يتم جمع عينات الدماغ وتلطيخها لتصور مورفولوجيا الخلية. تكشف الصور الناتجة عن تغييرات في شكل وعدد التشعبات ، مما يشير إلى تغيير الاتصال العصبي.
يعتبر التشريح العصبي أمرا محوريا في البيئات السريرية ، لأنه يساهم في تشخيص وعلاج الأمراض العصبية والنفسية. على سبيل المثال ، ترتبط التغييرات في البنية الخلوية ارتباطا وثيقا بحالات مرضية معينة. غالبا ما يتم الجمع بين تقنيات التصوير العصبي الهيكلي والتصوير الوظيفي لمقارنة نشاط مناطق معينة من الدماغ في الحالات الطبيعية والمرضية. على سبيل المثال ، يظهر المرضى الذين يعانون من الارتجاج تغيرات في أنماط النشاط العصبي ، والتي ترتبط بتعافيهم من الإصابة.
لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE في علم التشريح العصبي. في هذا الفيديو ، استعدنا تاريخ أبحاث التشريح العصبي ، وقدمنا الأسئلة الرئيسية التي يطرحها علماء التشريح العصبي. كما استكشفنا استراتيجيات البحث على المستويين المجهري والعياني ، وناقشنا تطبيقاتها.
شكرا للمشاهدة!
Chapters in this video
0:00
Overview
0:58
History of Neuroanatomical Research
3:06
Key Questions
4:37
Prominent Methods
8:10
Applications
9:46
Summary
Videos from this collection:
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved