يسر مجلس إدارة صندوق McKnight Endowment for Neuroscience الإعلان عن اختيار عشرة علماء أعصاب للحصول على جائزة McKnight Scholar لعام 2023. هذه هي السنة الأولى التي يقدم فيها McKnight هذه الجوائز بموجب المبادئ التوجيهية الجديدة للبرنامج، والتي تركز بشكل إضافي على زيادة التنوع والإنصاف والشمول لتعزيز التميز وتأثير عملنا.
تُمنح جوائز McKnight Scholar للعلماء الشباب الذين هم في المراحل الأولى من إنشاء مختبراتهم المستقلة ومهنهم البحثية والذين أظهروا التزامًا بعلم الأعصاب. منذ إطلاق الجائزة في عام 1977، قامت هذه الجائزة المرموقة في بداية الحياة المهنية بتمويل أكثر من 260 باحثًا مبتكرًا وحفزت المئات من الاكتشافات المذهلة.
قال ريتشارد موني، دكتوراه، رئيس لجنة الجوائز وأستاذ جورج بارث جيلر في علم الأحياء العصبية في كلية الطب بجامعة ديوك: "يسر اللجنة أن تهنئ مجموعة من العلماء الجدد الرائعين". "كل منهم ملتزم بحل المشاكل الأساسية في علم الأعصاب، بدءًا من تحديد الجزيئات التي تبني الجهاز العصبي إلى فك تشفير الحسابات العصبية التي تمكننا من الرؤية وتعلم مهارات جديدة وحتى تكوين روابط اجتماعية."
سيحصل كل من الفائزين بجائزة McKnight Scholar التالية على $75,000 سنويًا لمدة ثلاث سنوات.
اسماعيل عبد الصبور، دكتوراه.
جامعة كولومبيا، نيويورك، نيويورك
محور الجلد والدماغ لمكافأة سلوكيات اللمس
ياسمين الشمايلة د.
جامعة كولومبيا، نيويورك، نيويورك
الدوائر القشرية لإدراك الشكل البصري
فيكرام جاداجكار، دكتوراه.
جامعة كولومبيا، نيويورك، نيويورك
الآليات العصبية للتودد والزواج الأحادي
هيدهيكو إيناجاكي، دكتوراه
معهد ماكس بلانك فلوريدا لعلم الأعصاب، جوبيتر، فلوريدا
الآليات المتشابكة وديناميكيات الشبكة الكامنة وراء التعلم الحركي
بيري كورشان، دكتوراه
كلية ألبرت أينشتاين للطب، برونكس، نيويورك
كشف آليات تطور المشابك العصبية، من الجزيئات إلى السلوك
سكوت ليندرمان، دكتوراه
جامعة ستانفورد ، ستانفورد ، كاليفورنيا
طرق التعلم الآلي لاكتشاف البنية في البيانات العصبية والسلوكية
سويثا مورثي، دكتوراه
جامعة أوريغون للصحة والعلوم، بورتلاند، أوريغون
التحسس الميكانيكي لتوجيه التشكل الخلوي
كارثيك شيخار، دكتوراه
جامعة كاليفورنيا، بيركلي، بيركلي، كاليفورنيا
تطور التنوع العصبي والزخرفة في النظام البصري
تانيا سيبي، دكتوراه
جامعة نيويورك، نيويورك، نيويورك
تعديل الخلايا القاتلة والمشابك العصبية بواسطة إشارات حركة الدوبامين
مورييل زيليكوفسكي، دكتوراه
جامعة يوتا، سولت ليك سيتي، يوتا
السيطرة القشرية العصبية للعزلة الاجتماعية
كان هناك 56 متقدمًا لجوائز McKnight Scholar لهذا العام، وهم يمثلون أفضل أعضاء هيئة التدريس الشباب في علم الأعصاب في البلاد. أعضاء هيئة التدريس مؤهلون للحصول على الجائزة خلال السنوات الأربع الأولى في منصب عضو هيئة التدريس بدوام كامل. بالإضافة إلى موني، ضمت لجنة اختيار جوائز الباحث العلمي جوردون فيشل، دكتوراه، جامعة هارفارد؛ مارك جولدمان، دكتوراه، جامعة كاليفورنيا، ديفيس؛ كيلسي مارتن، دكتوراه في الطب، دكتوراه، مؤسسة سيمونز؛ جينيفر ريموند، دكتوراه، جامعة ستانفورد؛ فانيسا روتا، دكتوراه، جامعة روكفلر؛ ومايكل شادلين، دكتور في الطب، دكتوراه، جامعة كولومبيا.
سيكون الجدول الزمني لتقديم الطلبات لجوائز العام المقبل متاحًا في أغسطس. لمزيد من المعلومات حول برامج جوائز McKnight لعلم الأعصاب، يرجى زيارة الموقع موقع صندوق الهبات.
حول صندوق McKnight Endowment للعلوم العصبية
صندوق McKnight Endowment for Neuroscience هو منظمة مستقلة تمولها فقط مؤسسة McKnight في مينيابوليس، مينيسوتا، ويقودها مجلس من علماء الأعصاب البارزين من جميع أنحاء البلاد. تدعم مؤسسة ماكنايت أبحاث علم الأعصاب منذ عام 1977. وأنشأت المؤسسة صندوق الوقف في عام 1986 لتنفيذ أحد أهداف المؤسس ويليام إل ماكنايت (1887-1979). كان أحد القادة الأوائل لشركة 3M، وكان لديه اهتمام شخصي بالذاكرة وأمراض الدماغ وأراد استخدام جزء من إرثه للمساعدة في العثور على علاجات. بالإضافة إلى جوائز الباحث العلمي، يقدم صندوق الوقف منحًا للعلماء الذين يعملون على تطبيق المعرفة التي تم تحقيقها من خلال الأبحاث الانتقالية والسريرية على اضطرابات الدماغ البشرية من خلال جوائز McKnight للبيولوجيا العصبية لاضطرابات الدماغ.
جوائز ماكنايت للباحثين لعام 2023
إسماعيل عبد الصبور، دكتوراه، أستاذ مساعد، العلوم البيولوجية ومعهد زوكرمان لسلوك العقل والعقل، جامعة كولومبيا، نيويورك، نيويورك
محور الجلد والدماغ لمكافأة سلوكيات اللمس
تعد اللمسة الاجتماعية حافزًا أساسيًا أساسيًا للتجارب البشرية التي تتراوح من رعاية الآخرين وبناء الروابط الاجتماعية إلى التقبل الجنسي. من خلال العمل مع نموذج الفأر وعلم البصريات الوراثي، أظهرت الأبحاث السابقة التي أجراها عبد الصبور أن هناك اتصالات مباشرة بين الخلايا العصبية الجلدية والدماغ، وأن الخلايا المخصصة يتم ضبطها خصيصًا لإشارات لمس معينة. هذه الخلايا ضرورية وكافية لإثارة استجابات جسدية محددة، حيث أدى تنشيط الخلايا إلى استجابة الفئران كما لو أنها تلقت لمسة مرتبطة بالتزاوج، حتى مع عدم وجود فأر آخر. وأدى تعطيلها إلى انخفاض الاستجابة، حتى عندما تقترن بالتفاعل الاجتماعي.
يهدف عبد الصبور وفريقه في بحثه الجديد إلى تحديد كيفية قيام الخلايا العصبية الموجودة في الجلد بإطلاق إشارات إيجابية فريدة في الدماغ، وكيف يستقبل الدماغ هذه الإشارات ويعالجها على أنها مكافئة، بالإضافة إلى تحديد الخلايا العصبية اللمسية المطلوبة في مختلف العمليات. سيناريوهات اللمس (تربية الجراء مقابل الاستمالة أو اللعب). الهدف الثالث هو تحديد المستشعر الموجود في هذه الخلايا والذي يتعرف على اللمس. سيكشف البحث المزيد عن العلاقة بين الجلد والدماغ، مع تطبيقات محتملة للباحثين الذين يدرسون الاضطرابات الاجتماعية.
ياسمين الشمايلة د., أستاذ مساعد، قسم علم الأعصاب ومعهد زوكرمان لسلوك العقل والعقل، جامعة كولومبيا، مدينة نيويورك، نيويورك
الدوائر القشرية لإدراك الشكل البصري
في الرئيسيات، يتم تخصيص ما يقرب من 30% من القشرة الدماغية لمعالجة المعلومات البصرية. باستخدام تقنيات جديدة، يعمل الدكتور الشمايلة على تطوير فهم ميكانيكي مفصل لكيفية اكتشاف الدماغ للأشياء التي نراها والتعرف عليها. بالتركيز على المنطقة القشرية V4، يكشف بحث الشمايلة كيف تدعم أنواع مختلفة من الخلايا العصبية في هذه المنطقة الدماغية قدرتنا على إدراك شكل الأشياء المرئية.
تتوافق المنطقة القشرية V4 بشكل كبير مع شكل الأشياء في العالم. تتخصص الخلايا العصبية الفردية في هذه المنطقة في اكتشاف الأجزاء المنحنية المختلفة على طول محيط الجسم: نتوءات محدبة أو مسافات بادئة مقعرة. يمكن للمجموعات المختلفة من هذه الخلايا العصبية المحدبة والمقعرة اكتشاف كائنات مختلفة بناءً على مزيج الخطوط المحدبة والمقعرة التي تحتوي عليها. على سبيل المثال، قد تكتشف مجموعة من الخلايا العصبية موزة بينما قد تكتشف مجموعة أخرى ثمرة أناناس. بناءً على هذه الأفكار الرئيسية واستخدام تطبيقات جديدة لعلم البصريات الوراثي القائم على ناقلات الفيروس في نموذج الرئيسيات، يقوم الشمايلة بتسجيل ومعالجة نشاط مجموعات محددة من الخلايا العصبية V4 بدقة غير مسبوقة. يحدد هذا البحث كيفية تفاعل أنواع مختلفة من الخلايا العصبية في المنطقة القشرية V4 لمعالجة شكل الجسم، وكيف يرتبط النشاط العصبي في هذه المنطقة بإدراكنا للأجزاء المحدبة والمقعرة من الأشياء. إن فهم هذه العمليات سيفتح تفاصيل حول كيفية معالجة أدمغة الرئيسيات للمعلومات المرئية. علاوة على ذلك، فإن الابتكارات التقنية التي تم إنشاؤها في هذا البحث ستسهل أيضًا الدراسات الآلية المستقبلية لوظيفة دماغ الرئيسيات والسلوكيات الخاصة بالرئيسيات.
فيكرام جاداجكار، دكتوراه، أستاذ مساعد، قسم علم الأعصاب ومعهد زوكرمان لسلوك العقل والعقل، جامعة كولومبيا، مدينة نيويورك، نيويورك
الآليات العصبية للتودد والزواج الأحادي
في حين كانت هناك أبحاث مهمة حول كيفية تعلم الحيوانات وأداء سلوكياتها، فقد تم إيلاء اهتمام أقل لكيفية تقييم حيوان ما لأداء حيوان آخر أثناء التفاعلات الاجتماعية. في الطيور المغردة، بحثت معظم الأبحاث في ما يحدث في أدمغة الذكور الذين يؤدون أغنية لجذب رفيقة، ولكن ليس ما يحدث في دماغ أنثى الطائر عندما تستمع إلى أغنية الذكر. يهدف بحث الدكتور جاداجكار الجديد إلى سد هذه الفجوة وإنشاء صورة أكثر اكتمالًا لتفاعلات الخطوبة المعقدة هذه، بالإضافة إلى المساعدة في توسيع الأبحاث العصبية لتشمل أدمغة الإناث التي غالبًا ما يتم إهمالها.
سينظر عمل الدكتور جاداجكار في جزء من الدماغ يسمى HVC، وهي نواة حسية حركية معروفة بأنها نشطة عند الذكور للحفاظ على الوقت أثناء تعلمهم وأداء أغنيتهم. لأول مرة، يقوم هو ومختبره بتسجيل ما يحدث في الأنثى HVC أثناء استماعها وتقييم الأغنية الذكورية، لاختبار ما إذا كانت هذه الخلايا العصبية تشفر تمثيل الأغنية الذكورية في دماغها. ثانيًا، ستفحص الدكتورة جاداجكار كيفية إجراء الإناث لتقييمها، وما إذا كانت تقارن الأداء الحالي بالأداء السابق، وما تفعله الخلايا العصبية عند اكتشاف الأخطاء. وأخيراً، سينظر البحث إلى نظام الدوبامين لمعرفة كيف يظهر الدماغ تفضيلاً للأداء الأكثر جاذبية. سيوفر هذا أيضًا نظرة ثاقبة لآليات الدماغ الخاصة بالزواج الأحادي نظرًا لأن هذه الطيور المغردة تتزاوج مدى الحياة وتستخدم الأغنية لتكوين روابطها والحفاظ عليها.
هيدهيكو إيناجاكي، دكتوراه، معهد ماكس بلانك فلوريدا لعلم الأعصاب، جوبيتر، فلوريدا
الآليات المتشابكة وديناميكيات الشبكة الكامنة وراء التعلم الحركي
يتطلب تعلم مهارة جديدة من الدماغ إجراء تغييرات على دوائره، وهي عملية تعرف باسم اللدونة. في حين تم إجراء أبحاث مهمة لتحديد كيفية تنفيذ شبكات الدماغ للمهارة، إلا أنه لا يُعرف سوى القليل عن آليات تعلم المهارات الجديدة. يعمل الدكتور إيناغاكي وفريقه على التركيز على الخلايا والعمليات المشاركة أثناء عملية التعلم. أظهرت الأبحاث أن الحركة المخططة يتم التحكم فيها عبر مناطق الدماغ، وأن الحيوانات الخبيرة لها اتصالات مختلفة عن الحيوانات المبتدئة. لكن كيف وصلت تلك الروابط إلى هناك؟
باستخدام التصوير الحي ثنائي الفوتون والفيزيولوجيا الكهربية واسعة النطاق في نموذج الفأر، يستطيع الدكتور إيناجاكي وفريقه الآن مشاهدة التغييرات التي تحدث على المستوى الخلوي عند تعلم مهارة جديدة - في هذه الحالة، تعلم توقيت جديد الحدث. لقد لاحظوا تغيرات النشاط في الدماغ عندما تتعلم الحيوانات التحرك في توقيتات مختلفة بعد الإشارة، ورؤية كيفية حدوث هذه التغييرات ستكشف الكثير عن آليات عملية التعلم. باستخدام التلاعب الجيني لتمكين الباحثين من تنشيط أو تثبيط البروتينات المرتبطة باللدونة، فإنهم يهدفون إلى الكشف ليس فقط عن التغييرات في الدماغ، ولكن أيضًا عن كيفية بدء هذه التغييرات وتعزيزها. إن ملاحظة التغيرات السلوكية في الحيوانات ستسمح للفريق بربط ما يحدث على المستوى الخلوي مع قدرتنا المذهلة على التعلم والحفاظ على المهارات. إن فهم المزيد حول كيفية عمل التعلم يمكن أن يكون له آثار على الأبحاث المتعلقة بصعوبات التعلم.
بيري كورشان، دكتوراه، أستاذ مساعد، كلية ألبرت أينشتاين للطب، برونكس، نيويورك
كشف آليات تطور المشابك العصبية، من الجزيئات إلى السلوك
المشابك العصبية، وهي الأماكن التي يتم فيها إرسال واستقبال الإشارات بين الخلايا العصبية، هي المفتاح لوظيفة الدوائر العصبية التي تكمن وراء السلوك. إن فهم كيفية تطور المشابك العصبية على المستوى الجزيئي وكيف يؤثر تطور المشابك العصبية على السلوك هو هدف بحث الدكتور كورشان. يرى النموذج السائد أن فئة من البروتينات تسمى جزيئات التصاق الخلايا المتشابكة (sCAMs) هي التي تبدأ العملية، مع عائلة من sCAMs تسمى نيوريكسينات، والتي ترتبط بشكل كبير باضطرابات النمو العصبي، مثل مرض التوحد، وخاصةً التوحد. لكن الأبحاث التي أُجريت على الجسم الحي أظهرت أن القضاء على اليوركسينات لا يؤدي إلى إزالة المشابك العصبية. فكيف تعمل هذه العملية؟
يستخدم الدكتور كورشان الدودة المستديرة C. ايليجانس كنظام نموذجي لمعرفة ذلك. يشير عملها إلى أن بروتينات السقالة العصارية الخلوية قبل المشبكية قد ترتبط ذاتيًا بغشاء الخلية، ثم تقوم بعد ذلك بتجنيد اليوركسينات لتثبيت المشابك العصبية. في بحثها الجديد، باستخدام التصوير والبروتينات والنمذجة الحاسوبية والتلاعب بالجينات، تهدف هي ومختبرها إلى تحديد البروتينات ومكونات الغشاء الخلوي المعنية وكيفية تفاعلها. وهناك هدف آخر يبحث في المتغيرات المختلفة للنوركسين (القصير والطويل) لمعرفة أدوارها، وكيف يؤدي فقدانها إلى عيوب في الدورة الدموية والسلوكية. البحث له آثار على مجموعة من الاضطرابات العصبية المرتبطة بالعيوب التشابكية.
سكوت ليندرمان، دكتوراه، أستاذ مساعد، الإحصاء ومعهد وو تساي للعلوم العصبية، جامعة ستانفورد، ستانفورد، كاليفورنيا
طرق التعلم الآلي لاكتشاف البنية في البيانات العصبية والسلوكية
لا تكمن مساهمات الدكتور ليندرمان في علم الأعصاب في التجارب المعملية أو إجراء التسجيلات العصبية، ولكن في تطوير أساليب التعلم الآلي التي يمكنها إدارة واستخلاص الأفكار من الكميات المذهلة من البيانات التي تنتجها هذه الأنواع من الأبحاث. باستخدام التكنولوجيا الحديثة، يلتقط الباحثون تسجيلات عالية الدقة لأعداد كبيرة من الخلايا العصبية عبر الدماغ ويراقبون في الوقت نفسه سلوكيات الحيوانات التي تتصرف بحرية على مدى أطر زمنية طويلة. يتعاون ليندرمان وفريقه مع مختبرات الأبحاث لتطوير أساليب التعلم الآلي الاحتمالية للعثور على الأنماط في كل تلك البيانات.
يركز مختبر ليندرمان بشكل خاص على علم الأخلاق العصبي الحسابي والنمذجة الاحتمالية - بشكل أساسي، معرفة كيفية بناء النماذج الإحصائية وملاءمتها مع نوع البيانات التي ينتجها الباحثون اليوم. تُظهر مشاريعه الحالية والمستقبلية اتساع نطاق الطرق التي يمكن من خلالها تطبيق التعلم الآلي على الأبحاث العصبية: يبحث أحد المشاريع في تأثير إطلاق الدوبامين على السلوك، وآخر في مقارنة التأثيرات العصبية والسلوكية للسيروتونين المعدِّل العصبي، والثالث في الدراسة مدى الحياة. تسجيلات فيديو لسمكة الكيليفيش الأفريقية الفيروزية التي تتصرف بحرية، وهي أنواع البيانات التي لا يستطيع الباحثون تحليلها بشكل فعال باستخدام الأساليب التقليدية بسبب حجمها وتعقيدها الكبير. يتعامل ليندرمان مع العمل كشريك متكامل مع المتعاونين التجريبيين، ومن خلال تطوير أساليب لحل مشكلات علم الأحياء العصبي، يساعد أيضًا في تطوير مجالات الإحصاء والتعلم الآلي.
سويثا مورثي، دكتوراه، أستاذ مساعد، معهد فولوم، جامعة أوريغون للصحة والعلوم، بورتلاند، أوريغون
التحسس الميكانيكي لتوجيه التشكل الخلوي
إن التحسس الميكانيكي - أو الكشف عن القوة الفيزيائية بواسطة خلية أو خلية عصبية - هو وظيفة دقيقة ومتعددة الأغراض بشكل مدهش تتوسطها قنوات أيونية معينة (من بين بروتينات أخرى) على الغشاء الخلوي. ومن الأمثلة الواضحة على ذلك حاسة اللمس، حيث يمكن للخلايا العصبية اكتشاف الضغط والتمدد وغير ذلك الكثير. يبحث مختبر الدكتور مورثي في حالة أصغر بكثير من التحسس الميكانيكي مع آثار عميقة على الصحة العصبية: عملية تكوين الميالين، حيث تشكل الخلايا المتخصصة التي تسمى الخلايا الدبقية قليلة التغصن (OLs) غمدًا حول العصب لتحسين التوصيل.
من المفترض أن الإشارات الميكانيكية (من بين عوامل أخرى) يمكن أن تحكم مورفولوجيا OL والميالين، ولكن الآليات الأساسية ظلت غير معروفة. يدرس مختبر مورثي القناة الأيونية المنشطة ميكانيكيًا TMEM63A، والتي يتم التعبير عنها في OLs، للكشف عن كيف يمكن لهذه القنوات أن تتوسط في تكوين الميالين، وبالتالي تسليط الضوء على كيفية توجيه الإشارات الميكانيكية للعملية. باستخدام تقنيات تصحيح المشبك والتلاعب الجيني في المختبر، سيؤكد مورثي الحساسية الميكانيكية OL وما إذا كان يتم بوساطة TMEM63A، ثم تقييم اعتماد الميالين على TMEM63A من خلال مقارنة أدمغة الفئران في نقاط مختلفة من تطورها التي تحتوي أو لا تحتوي على جينات TMEM63A. إسكات. وأخيرًا، فإن التجارب التي أجريت على الجسم الحي باستخدام أسماك الحمار الوحشي سوف تراقب وتوثق تكون الميالين في الوقت الفعلي وتحدد مدى اعتماد هذه العملية على TMEM63A. إن فهم كيفية عمل الميالين - وكيف يمكن أن يفشل - سيكون مفيدًا للباحثين الذين يدرسون مجموعة من الحالات المرتبطة بتكوين الميالين مثل حثل الكريات البيض الناتج عن نقص الميالين، بالإضافة إلى توسيع فهم التحسس الميكانيكي.
كارثيك شيخار، دكتوراه، الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية / معهد هيلين ويلز لعلم الأعصاب، جامعة كاليفورنيا، بيركلي، بيركلي، كاليفورنيا
تطور التنوع العصبي والزخرفة في النظام البصري
يسعى مختبر الدكتور شيخار إلى فهم كيفية تطور الأنواع العصبية المتنوعة وتنظيمها لتلبية احتياجات الحيوانات المختلفة. يركز بحثه على النظام البصري للدماغ، وتحديدًا شبكية العين والقشرة البصرية الأولية، والتي يتم الحفاظ عليها جيدًا بشكل ملحوظ عبر الأنواع التي يفصل بينها مئات الملايين من السنين من التطور. من خلال فهم التركيبة العصبية في شبكية العين للأنواع المختلفة، وكيفية تنظيم تلك الخلايا العصبية، يأمل في الكشف عن كيفية عمل التطور لاستيعاب المتطلبات البصرية المختلفة - وعلاوة على ذلك، الكشف عن الأسس الجينية للشبكة العصبية وتطور الدماغ.
سوف يدرس بحث شيخار الحفاظ التطوري والاختلاف في أنواع الخلايا العصبية في شبكية العديد من أنواع الفقاريات، من الأسماك إلى الطيور إلى الثدييات، واستخدام الأساليب الحسابية لإعادة بناء تطور التنوع العصبي. وسيقوم بفحص ما إذا كان التطور قد أدى إلى ظهور أنواع جديدة أو تعديل الأنواع الموجودة، بما في ذلك التغييرات في الشكل أو الوظيفة أو الاتصال. سيتم بذل جهد متزامن لدراسة القشرة البصرية، وهي بنية مشتركة بين جميع الثدييات، وسيركز على تتبع أصول فترات النمو المبكرة المعروفة باسم "الفترات الحرجة"، حيث تظهر الشبكات العصبية في الدماغ مرونة رائعة للتجربة الحسية. سيساعد البحث في إظهار كيفية حدوث التكيفات التطورية في النظام البصري، مما سيمهد الطريق أيضًا لمزيد من البحث حول كيفية تطور أجزاء أخرى من الدماغ. يتمثل المبدأ التوجيهي الذي يقوم عليه نهج شيكار في أن التعاون متعدد التخصصات - مع المهندسين، وعلماء الأعصاب، والأطباء، وعلماء الحساب - يمكن أن يجلب أساليب جديدة لمعالجة بعض الأسئلة الكبيرة في علم الأعصاب.
تانيا سيبي، دكتوراه، أستاذ مساعد، كلية الطب بجامعة نيويورك غروسمان، مدينة نيويورك، نيويورك
تعديل الخلايا القاتلة والمشابك العصبية بواسطة إشارات حركة الدوبامين
ربما يكون الدوبامين هو المُعدِّل العصبي الأكثر شهرة، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الدور الذي يلعبه في الإشارة إلى المكافأة. ومع ذلك، يلعب الدوبامين أيضًا دورًا رئيسيًا في الحركة، وهو ما يظهر بوضوح من خلال عدم قدرة المرضى المصابين بمرض باركنسون، وهو اضطراب في الدوبامين، على بدء الحركات. يهدف الدكتور سيبي إلى المساعدة في معرفة المزيد حول كيفية مشاركة الدوبامين في الحركة، من خلال قياسات دقيقة للغاية في الجسم الحي لتقلبات الدوبامين بالتزامن مع إمكانات الغشاء في الخلايا العصبية المستهدفة.
تسمح التسجيلات الغشائية المحتملة لأعضاء مختبر الدكتور سيبي بقياس خاصيتين للخلايا العصبية المعروفة بتأثرها بالتعديل العصبي: 1) قوة المدخلات المشبكية و2) استثارة الخلايا العصبية التي تحدد كيفية استجابتها لهذه المدخلات. لكن قياس تقلبات الدوبامين وإمكانات الغشاء في خلية واحدة أمر صعب للغاية. يعتمد عمل سيبي على اكتشاف أن نشاط الدوبامين ينعكس في نصفي الدماغ، وبالتالي يمكن قياسه وإمكانات الغشاء على الجانبين المتقابلين ولا يزال هناك نتائج مترابطة بقوة. من خلال هذه التسجيلات، سيتلاعب سيبي بنظام الدوبامين بصريًا ويرى كيف يؤثر تنشيط أو قمع الدوبامين على خصائص الخلايا العصبية المستهدفة، وكيف يؤثر ذلك على تصرفات الحيوان.
مورييل زيليكوفسكي، دكتوراه، أستاذ مساعد، جامعة يوتا، سولت ليك سيتي، يوتا
السيطرة القشرية العصبية للعزلة الاجتماعية
يمكن أن تؤثر العزلة الاجتماعية المطولة سلبًا على حياة الثدييات، مما يؤدي إلى التدهور المعرفي وأمراض القلب والتغيرات السلوكية، بما في ذلك الارتفاع الحاد في العدوانية. في حين أن العديد من الدراسات قد نظرت في السيطرة تحت القشرية على الأشكال الطبيعية للعدوان، مثل تلك التي تميز الدفاع الإقليمي أو حماية النسل، إلا أن القليل منها قد نظر في الأشكال المرضية للعدوان أو السيطرة عليها من أعلى إلى أسفل. يهدف الدكتور زيليكوفسكي إلى فهم أفضل للآلية والدوائر القشرية المشاركة في ظهور العدوان نتيجة للعزلة الاجتماعية المزمنة.
حددت الأبحاث الأولية باستخدام نموذج الفأر دور الببتيد العصبي Tachykinin 2 (Tac2) كمعدل عصبي تحت القشرية للخوف والعدوان الناجم عن العزلة - عندما تم إسكات إشارة Tac2، انخفض العدوان في الفئران المعزولة؛ وعند تنشيطه، زاد العدوان حتى في الفئران غير المعزولة. بشكل حاسم، تم العثور أيضًا على Tac2 ليتم تنظيمه في قشرة الفص الجبهي الإنسي (mPFC) بعد العزلة الاجتماعية، ومع ذلك، فإن وظيفته في القشرة لا تزال غير معروفة. سوف تدرس المزيد من الأبحاث الآن بالضبط كيف تتوسط العصبونات الداخلية Tac2 الموجودة في mPFC في العدوان في الحيوانات المعزولة اجتماعيًا. يستخدم البحث اضطرابات محددة من نوع الخلية في الفئران التي عانت من العزلة الاجتماعية وتعرضت لمواجهات مع الفئران "الدخيلة" من نفس الجنس في الفضاء الخاص بها. يُستخدم التعلم الآلي لتحديد مجموعات السلوك، والتي يتم تعيينها لنشاط الدماغ المصور. من خلال فهم كيف يمكن للعزلة أن تغير أدمغة الثدييات، قد يتمكن الباحثون المستقبليون من فهم تأثيرات الحرمان الاجتماعي الممتد على البشر بشكل أفضل - وكيفية معالجتها.
