يحدد الباحثون أفضل الطرق لدراسة حالات راحة الدماغ في حيوانات القش

يحدد الباحثون أفضل الطرق لدراسة حالات راحة الدماغ في حيوانات القش

حدد فريق بقيادة باحثين في جامعة طوكيو متروبوليتان أفضل الطرق لدراسة حالة الراحة لأدمغة القشة باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. غالبًا ما تستخدم الدراسات المهدئات والمخدرات للحد من الحركة أثناء القياسات، لكن الأدوية نفسها يمكن أن تؤثر على نشاط الدماغ. قام الفريق بفحص سبعة أدوية وتحديد الخيارات التي تحافظ على الوظيفة الطبيعية مع تقليل الحركة. يوسع عملهم إطار البحث لكائن حي نموذجي مهم.

الكائنات الحية النموذجية هي أنواع يدرسها العلماء لفهم جوانب معينة من علم الأحياء التي قد تنطبق على الكائنات الحية الأخرى. وتشمل الأمثلة مجموعة واسعة من الأحجام والأنواع، من خميرة الخباز وذباب الفاكهة إلى خنازير غينيا. في الآونة الأخيرة، اجتذب قرد القشة الشائع، وهو حيوان رئيسي صغير أصله من أمريكا الجنوبية، اهتمامًا كبيرًا، خاصة في العلوم العصبية. على الرغم من حجم أجسامهم الصغير، إلا أنهم يحتفظون ببنية دماغية عالية التطور للرئيسيات، مما يجعل من الممكن إجراء دراسات يمكنها تسليط الضوء على كيفية عمل أدمغتنا وكيف يمكننا التغلب على الأمراض التي تؤثر على وظائف المخ العليا.

أحد أهم خطوط البحث هو استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) لدراسة أدمغة القشة أثناء الراحة. التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي هو تقنية تصوير غير جراحية يمكنها تصوير تدفق الدم في الجسم. في الدماغ قد يرتبط هذا بالنشاط الموضعي. وهذا يوفر رؤية فريدة لشبكة حالة الراحة (RSN)، وهي شبكة مهمة من الاتصالات بين أجزاء مختلفة من الدماغ. ومع ذلك، فإن دراسة قردات القش في جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي تتطلب قيودًا؛ وهذا بدوره يتطلب المهدئات/المخدرات لتقليل الضيق الذي تتعرض له الحيوانات. يمكن للأدوية نفسها أن تتداخل مع نشاط الدماغ وتحد من نطاق النتائج.

ولذلك، شرع فريق من الباحثين بقيادة البروفيسور المشارك جونيتشي هاتا في فحص الأدوية التي لها أقل تأثير على شبكة RSN. قاموا باختبار سبعة من المهدئات وأدوية التخدير الشائعة، وقارنوا RSN للحيوان أثناء الاستيقاظ وأثناء تناول الدواء، وتتبعوا حركات الرأس، والتي بدورها يمكن أن تؤثر على جودة البيانات. ووجدوا أن عقاري ميدازولام (ميدا) وديكسميديتوميدين (ديكس) حافظا على الشبكة بشكل أفضل، لكنهما تركا بعض آثار حركة الرأس. ثلاثة من الخمسة المتبقية، ألفاكسالون (ألفا)، إيزوفلوران (إيسو)، وسيفوفلوران (سيفو)، وجد أن لها تأثير كبير على وظائف المخ، ولكن الأخيرين، بروبوفول (بروبو) ومزيج من إيزوفلوران وديكسميديتوميدين (IsoDex)، حافظا على ما يكفي من RSN مع الحفاظ على الحد الأدنى من الحركة. وخلص الفريق إلى أن الميدازولام أو الديكسميديتوميدين مع ضبط النفس الخفيف قد يكون الحل الأكثر واقعية للحصول على البيانات الأكثر دقة، ولكن إذا كان التقييد صعبًا، فيجب استخدام إما البروبوفول أو تركيبة الأيزوفلوران/ديكسميديتوميدين.

على الرغم من أن الدراسات حول الجرعة المناسبة وتأثيراتها على وظائف المخ لا تزال قيد التقدم، إلا أن هذه النتائج توفر توجيهًا واضحًا حول كيفية إجراء دراسات القرود في المستقبل. إن البيانات الأفضل ستعني تطورات جديدة ومثيرة في فهم وظائف المخ عالية المستوى والأمراض ذات الصلة.

تم دعم هذا العمل من خلال برنامج رسم خرائط الدماغ من خلال التقنيات العصبية المتكاملة لدراسات الأمراض من الوكالة اليابانية للبحث والتطوير الطبي (رقم المنحة JP21dm0207001)، ومنحة KAKENHI من الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم (رقم المنحة JP20H03630)، و"منصة التصوير بالرنين المغناطيسي"، وهو برنامج لمشروع تعزيز الاستخدام العام للبنية التحتية للبحوث المتقدمة التابعة لوزارة التعليم والثقافة والبحوث. الرياضة والعلوم والتكنولوجيا في اليابان (رقم المنحة JPMXS0450400622).

مصدر:

جامعة طوكيو متروبوليتان

مرجع:

موتا، K.، وآخرون. (2022) آثار المهدئات أو أدوية التخدير على قياس وظيفة الدماغ أثناء الراحة في قرد القشة. القشرة الدماغية. doi.org/10.1093/cercor/bhac406.

.