التشريح المجهري لدماغ الفأر إلى مناطق مختلفة وظيفيا وتشريحيا

يتكون الدماغ ، إلى جانب الحبل الشوكي والشبكية ، من الجهاز العصبي المركزي الذي ينفذ السلوكيات المعقدة ، التي تسيطر عليها أنواع الخلايا المتخصصة والدقيقة والمتفاعلة في جميع أنحاء الجسم بأكمله¹. الدماغ هو عضو معقد مع مليارات الخلايا العصبية المترابطة والخلايا الدبقية مع دوائر دقيقة تؤدي العديد من الوظائف. وهو هيكل ثنائي مع اثنين من الفصوص المتميزة والمكونات الخلوية المتنوعة². يربط الحبل الشوكي الدماغ بالعالم الخارجي وهو محمي بالعظام والسحايا والسائل الدماغي الشوكي ويوجه الرسائل من وإلى الدماغ²،^3،4. سطح الدماغ ، القشرة الدماغية ، غير متساو وله طيات مميزة ، تسمى gyri ، وأخاديد ، تسمى sulci ، التي تفصل الدماغ إلى مراكز وظيفية⁵. القشرة ناعمة في الثدييات ذات دماغ صغير ^6,7. من المهم توصيف ودراسة بنية الدماغ البشري من أجل فهم الاضطرابات المتعلقة بمناطق الدماغ المختلفة ، وكذلك دوائره الوظيفية. توسعت أبحاث علم الأعصاب في السنوات الأخيرة ويتم استخدام مجموعة متنوعة من الأساليب التجريبية لدراسة بنية الدماغ ووظيفته. أدت التطورات في مجالات البيولوجيا الجزيئية وعلى مستوى الأنظمة إلى عصر جديد من استكشاف العلاقة المعقدة بين هياكل الدماغ وعمل الجزيئات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة وعلم الوراثة اللاجينية تتوسع بسرعة ، مما يمكننا من تطوير معرفتنا بالآليات الأساسية المشاركة في كيفية عمل الأنظمة. يمكن إجراء هذه التحليلات على أساس أكثر محلية ، للمساعدة في استهداف التحقيق وتطوير علاجات أكثر فعالية.

يتم تعريف دماغ الثدييات هيكليا في مناطق منفصلة يمكن تحديدها بوضوح. ومع ذلك ، فإن التعقيدات الوظيفية والجزيئية لهذه الهياكل المنفصلة ليست مفهومة بوضوح بعد. إن الطبيعة متعددة الأبعاد والمتعددة الطبقات لأنسجة المخ تجعل من الصعب دراسة هذا المشهد على المستوى الوظيفي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن حقيقة أن وظائف متعددة يتم تنفيذها بواسطة نفس الهيكل والعكس بالعكس يزيد من تعقيد فهم الدماغ⁸. من الأهمية بمكان أن يستخدم النهج التجريبي الذي تم تنفيذه للتوصيف الهيكلي والوظيفي لمناطق الدماغ منهجيات بحث دقيقة لتحقيق الاتساق في أخذ العينات لربط البنية التشريحية العصبية بالوظيفة. تم شرح تعقيد الدماغ مؤخرا باستخدام تسلسل الخلية الواحدة ^9,10 مثل التلفيف الصدغي للدماغ البشري الذي يتكون من 75 نوعا متميزا من الخلايا ¹¹. من خلال مقارنة هذه البيانات بتلك الموجودة في منطقة مماثلة من دماغ الفأر ، لا تكشف الدراسة عن أوجه التشابه في بنيتها وأنواع خلاياها فحسب ، بل تعرض أيضا الاختلافات. لكشف الآليات المعقدة ، من المهم دراسة مناطق متنوعة من الدماغ بدقة كاملة. الهياكل والوظائف المحفوظة بين دماغ الإنسان والفأر تمكن من استخدام الفأر كبديل أولي لتوضيح وظيفة الدماغ البشري والنتائج السلوكية.

مع تقدم نهج بيولوجيا النظم ، أصبح الحصول على المعلومات من مناطق الدماغ المنفصلة في القوارض إجراء رئيسيا في أبحاث علم الأعصاب. في حين أن بعض البروتوكولات مثل التشريح المجهري لالتقاط الليزر¹² يمكن أن تكون باهظة الثمن ، فإن البروتوكولات الميكانيكية غير مكلفة ويتم تنفيذها باستخدام الأدوات المتاحة بشكل شائع^13,14. لقد استخدمنا مناطق دماغية متعددة للمقايسات النسخية¹⁵ وطورنا إجراء عمليا وسريعا لتشريح مناطق دماغ الفئران ذات الأهمية بطريقة خطوة بخطوة في وقت قصير. بمجرد تشريحها ، يمكن تخزين هذه العينات على الفور في ظروف باردة للحفاظ على الأحماض النووية والبروتينات في هذه الأنسجة. يمكن تنفيذ نهجنا بشكل أسرع مما يؤدي إلى كفاءة عالية ويسمح بفرص أقل لتدهور الأنسجة. هذا في نهاية المطاف ، يزيد من فرص توليد تجارب عالية الجودة وقابلة للتكرار باستخدام أنسجة المخ.