التحقيق في اختلالات عصبية في الاضطرابات الذهانية باستخدام تخطيط كهربية الدماغ وكريات قشرية

نظرة إلى جذور الأمراض العقلية الخطيرة

يمكن أن يعطل الفصام واضطراب ثنائي القطب أفكار الناس ومشاعرهم وحياتهم اليومية بشكل كبير، ومع ذلك لا تزال العيوب البيولوجية التي تقود هذه الأمراض قيد الاكتشاف. يجمع هذا البحث بين أداتين قويتين — تسجيلات موجات الدماغ من بالغين أحياء و"ميني أدمغة" مزروعة مخبريًا مصنوعة من خلاياهم الخاصة — لاستكشاف ما يخطئ عند الوصلات بين الخلايا العصبية وكيف قد تبدأ تلك المشاكل في وقت مبكر جدًا من الحياة.

كيف تكشف موجات الدماغ عن وصلات هشة

سجل الباحثون أولًا النشاط الكهربائي من فروة الرأس باستخدام تخطيط كهربية الدماغ (EEG) لعشرة أشخاص مصابين بالفصام أو اضطراب ثنائي القطب وخمسة متطوعين أصحاء. ركزوا على استجابة تُسمى اللدونة الشبيهة بتقوية المدى الطويل (LTP-like)، التي تعكس مدى قدرة الدماغ على تعزيز استجاباته للتنبيه البصري المتكرر، وهو مكون أساسي للتعلم والذاكرة. في مجموعة المرضى، تلاشت هذه اللدونة مع مرور الوقت أكثر مما حدث في المجموعة السليمة، مما يوحي بأن دوائرهم الدماغية أقل قدرة على "ضبط" استجابتها. إشارة EEG أخرى، عدم توافق الانتباه (mismatch negativity) — التي تعكس كيف يكتشف الدماغ تلقائيًا تغييرات صغيرة في الصوت — لم تختلف بين المجموعتين الصغيرتين في هذه الدراسة، على الرغم من أن دراسات أكبر غالبًا ما تجد انخفاضها في مثل هذه الاضطرابات. معًا، تشير هذه التسجيلات إلى أن بعض أشكال التكيّف المشبكي معرضة للضعف لدى الأشخاص المصابين بأمراض ذهانية.

زراعة ميني أدمغة من خلايا الجلد

للنظر بعمق أكبر، لجأت المجموعة إلى كريات قشرية بشرية، تُسمى غالبًا ميني أدمغة. أعادوا برمجة خلايا الجلد من كل مشارك إلى خلايا جذعية ثم حثوها على التطور إلى تكتلات ثلاثية الأبعاد من نسيج الدماغ تشبه القشرة الجنينية. احتوت هذه الكريات أساسًا على خلايا عصبية مثبطة للإثارة تستخدم الرسول الكيميائي الغلوتامات للتواصل. باستخدام أقطاب زجاجية دقيقة، قاس العلماء مدى سهولة إطلاق هذه الخلايا للإشارات الكهربائية وتمرير التيارات إلى جيرانها. احتاجت الخلايا العصبية من أشخاص مصابين باضطراب ثنائي القطب إلى مدخل أقوى لتطلق إشاراتها، مما يشير إلى أنها كانت أقل قابلية للإثارة. في الكريات المأخوذة من أشخاص مصابين بالفصام، كانت شدة الإشارات الواردة العفوية أصغر، ما يوحي بتغيرات مبكرة في كيفية تواصل الخلايا العصبية داخل الشبكة.

ضعف نقل الغلوتامات ومصانع طاقة منهكة

بعد ذلك لونت الفريق الميني أدمغة للبروتينات الأساسية. أحدها، المسمى VGLUT1، يحزم الغلوتامات في حويصلات صغيرة تُفرَج عند المشابك. أظهرت الكريات المأخوذة من الفصام واضطراب ثنائي القطب خلايا أقل وفرة غنية بـ VGLUT1 مقارنةً بالضوابط، مما يشير إلى عجز مشترك في الآلية التي تحمّل الغلوتامات للإفراز. ولأن إرسال الإشارات يستهلك طاقة كبيرة، فحص الباحثون أيضًا مصانع الطاقة الصغيرة في الخلية — الميتوكوندريا — بقياس استهلاك الأكسجين وإنتاج الحمض في شرائح من الكريات. أظهرت الميني أدمغة من مرضى ثنائي القطب، لا سيما أولئك الذين لا يستجيبون جيدًا للليثيوم، استهلاكًا أوليًا أقل للأكسجين، وهو علامة على نشاط ميتوكوندري منخفض، بينما أظهرت عينات المأخوذة من أشخاص مصابين بالفصام مقاييس طاقة أقرب إلى الطبيعية في هذه العينة الصغيرة.

ربط إشارات الدماغ بطاقة الخلايا

أخيرًا، تساءل العلماء عما إذا كانت الاختلافات في موجات الدماغ مرتبطة بالاختلافات في الميني أدمغة المزروعة من نفس الأفراد. عبر المشاركين، ميّز أولئك الذين أظهرت مخططات EEG لديهم لدونة شبيهة بتقوية المدى الطويل أقوى، وجود ميني أدمغة ذات تنفس ميتوكوندري قاعدي أعلى، ما يعني إنتاج طاقة أكثر نشاطًا. كانت هناك أيضًا إشارة إلى أن مستويات أعلى من VGLUT1 ارتبطت بلدونة أفضل. على الرغم من أن هذه الاتجاهات لم تصل إلى حدود دلالية صارمة بعد احتساب المقارنات المتعددة، إلا أنها تدعم الفكرة القائلة بأن تقوية المشابك الصحية تعتمد على وظيفة ميتوكوندرية قوية وعمليات سليمة لمعالجة الغلوتامات، وأن هذه العلاقات قد تتغير بالفعل في وقت مبكر من التطور لدى الأشخاص الذين يتطور لديهم الذهان لاحقًا.

ماذا يعني هذا لفهم الذهان

بالنسبة لغير المتخصصين، رسالة هذا العمل هي أن الأمراض العقلية الخطيرة مثل الفصام واضطراب ثنائي القطب قد تشترك في عيوب مبكرة في كيفية إرسال الخلايا الدماغية للإشارات وتزويدها بالطاقة. تشير الميني أدمغة إلى أنه قبل وقت طويل من ظهور الأعراض، قد تفرز بعض الخلايا العصبية كمية أقل من الغلوتامات وتعتمد على إمدادات طاقة أقل كفاءة، بينما تُظهر تسجيلات EEG أن قدرة دماغ البالغ على ضبط استجاباته ضعفت. وعلى الرغم من صغر حجم الدراسة وأن النسيج المزروع لا يزال أقرب إلى دماغ نامٍ منه إلى ناضج، فإن الجمع بين تسجيلات الدماغ الحية وميني أدمغة مُخصصة يقدم نافذة واعدة إلى جذور الذهان وقد يوجه في المستقبل علاجات أكثر استهدافًا تستهدف استعادة وظيفة المشابك وطاقة الخلايا.

الاستشهاد: Reis de Assis, D., Pentz, A.B., Requena Osete, J. et al. Investigating neural impairments in psychotic disorders using electroencephalography and cortical spheroids. Transl Psychiatry 16, 114 (2026). https://doi.org/10.1038/s41398-026-03863-4

الكلمات المفتاحية: الفصام, اضطراب ثنائي القطب, أورغانويدات الدماغ, اللدونة المشبكية, الميتوكوندريا