كيف تبني الجهاز العصبي نفسه يومًا بيوم سريع
يشبه بناء الجهاز العصبي تشييد مدينة، حيث يجب أن يتصل كل منزل جديد — وهو العصبون — بالطرق والوصلات في الوقت المناسب. في الدودة الصغيرة C. elegans يمكن رؤية هذه العملية بالتفصيل: فهي تمتلك 302 عصبونًا فقط، وقد تمكن العلماء من إعادة بناء وصلاتها في مراحل نمو مختلفة.
ابتكر مؤلفو الدراسة أداة DevoTG — وهي شبكة عصبية زمنية تتعلم من نوعين من البيانات. الأول هو شجرة الأنساب الخلوية: أي خلية انحدرت من أي خلية أخرى، ومتى. والثاني هو ثماني صور للدماغ للدودة، التُقطت بواسطة المجهر الإلكتروني في أيام مختلفة من حياتها. لا يكتفي DevoTG برؤية صورة ثابتة، بل يتذكر تسلسل الأحداث — مثل مهندس موقع يشرف على البناء من حفر الأساس حتى اكتمال المبنى.
على خريطة الوصلات، ميّز DevoTG ثلاثة أنواع من الاتصالات. بعضها — المستقر — يظهر مبكرًا ويبقى إلى الأبد، مثل الطرق الرئيسية. وبعضها — المؤقت — لا يحتاجه الجسم إلا أثناء النمو، مثل السقالات في البناء. أما النوع الثالث — المتغير — فيظهر ويختفي باستمرار، مثل الأزقة التي يُعاد رصفها لتلبية احتياجات جديدة. ومما يثير الاهتمام بشكل خاص الخلايا العصبية القيادية AVA وAVB وAVE: فهي تحتل موقعًا مركزيًا مبكرًا، ومع مرور الوقت تزداد أهميتها وتتكاثر حولها الوصلات.
هذا النهج ليس مجرد أطلس، بل فيلم يوضح كيف يبني الدماغ نفسه بنفسه. كود DevoTG مفتوح المصدر، ويمكن تطبيقه على حيوانات أخرى لاكتشاف القواعد العامة لبناء الأعصاب.
تمتلك الدودة C. elegans 302 عصبونًا، ويعرف العلماء الخريطة الكاملة لوصلاتها — وهي المخلوق الوحيد الذي أُعدت له مثل هذه الخريطة.