ابتكار مادة اصطناعية تعمل بطريقة مشابهة للخلايا العصبية البشرية

ابتكر باحثون من جامعة أوكسفورد مادة اصطناعية تعمل بطريقة مشابهة للخلايا العصبية البشرية. وتم تصنيعها من مواد متوافقة حيويًا في المختبر لأول مرة. وقد يُستخدم الابتكار يومًا ما في الأنسجة الاصطناعية لإصلاح أعضاء مثل القلب أو العينين.

وبحسب موقع "نيو ساينتست"، ابتكر هاجان بايلي وزملاؤه خلايا اصطناعية من الهيدروجيل، يبلغ عرضها حوالي 0.7 ملم، أي حوالي 700 مرة أوسع من الخلايا العصبية البشرية. ويمكن أيضًا أن يصل طولها إلى 25 ملم، وهو ما يشبه طول العصب البصري البشري الممتد من العين إلى الدماغ.

وعندما يُسلَّط ضوء على الخلايا العصبية الاصطناعية، فإنه ينشّط البروتينات التي تضخ أيونات الهيدروجين في الخلية. ثم تتحرك هذه الأيونات موجبة الشحنة عبر الخلايا العصبية، حاملة إشارة كهربائية.

وقال بايلي إن الإرسال كان سريعًا جدًا بحيث لا يمكن قياسه باستخدام معدات الفريق وربما يكون أسرع من المعدل في الخلايا العصبية الطبيعية.

وعندما تصل الشحنة الموجبة إلى طرف العصبون، فإنها تجعل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ATP، وهو مادة كيميائية تعمل كناقل عصبي، ينتقل من قطرة ماء إلى أخرى.

ويأمل الباحثون في جعل الخلايا العصبية الاصطناعية تتفاعل مع أخرى عبر إشارة ATP، تمامًا كما تتصل الخلايا العصبية مع بعضها البعض عند نقاط الاشتباك العصبي. حيث قام الفريق بتجميع سبع من الخلايا العصبية معًا للعمل بالتوازي كعصب اصطناعي.

وأوضح بايلي: "يسمح هذا لنا بإرسال إشارات متعددة في نفس الوقت". و"يمكن أن يكون لدى جميع الإشارات ترددات مختلفة، وبالتالي فهي إشارة متعددة الاستخدامات للغاية. الهدف الرئيسي هو إرسال أجزاء مختلفة من المعلومات على نفس المسار".

مع ذلك، لا يزال أمام الخلايا العصبية الاصطناعية رحلة طويلة لتقطعها، فعلى عكس الخلايا الحقيقية، لا توجد آلية لإعادة تدوير وإنشاء نواقل عصبية جديدة في النظام الاصطناعي. أي أن الخلايا العصبية تعمل لساعات قليلة فقط.

ويُعتقد أن هذا الابتكار سوف يلعب دورًا رئيسيًا في تحسين عمليات زرع الأعصاب مثل شبكية العين الاصطناعية بحلول نهاية العقد الحالي.

ويأمل بايلي في نهاية المطاف في استخدام هذه الخلايا الاصطناعية لتوصيل أنواع مختلفة من الأدوية في وقت واحد لعلاج الجروح بشكل أسرع وأكثر دقة. يقول: "باستخدام الضوء، يمكننا إطلاق جزيئات الدواء بطريقة نمطية".