پیشرفت بزرگ دانشمندان در درک رابطه مغز و روده

فناوری نوآورانه آنها که از الیاف تخصصی تعبیه شده با حسگرها و منابع نور برای تحریک اپتوژنتیک استفاده می‌کند، به آنها اجازه می‌دهد تا مدارهای عصبی را که این دو اندام حیاتی را در موش به هم متصل می‌کنند، دستکاری کنند.

سال‌هاست که دانشمندان این پیوند حیاتی بین مغز و دستگاه گوارش را با سیگنال‌هایی که دائماً بین آنها برای تنظیم الگوهای تغذیه و سایر رفتارها در جریان است، شناسایی کرده‌اند. با این حال ثابت شده که درک مکانیسم‌های دقیق درگیر در این ارتباط یک کار چالش برانگیز است.

اکنون گروه پژوهشی به رهبری پولینا آنیکیوا استاد MIT و مدیر مرکز مغز و بدن کی. لیسا یانگ، یک رابط الکترونیکی با استفاده از الیاف انعطاف پذیر ایجاد کرده است که می‌تواند به روده و سایر اندام‌های مورد نظر وارد شود. این الیاف، به نازکی موی انسان هستند که به الکترودها، حسگرهای دما، دستگاه‌های ساطع کننده نور و کانال‌های میکروسیال برای دارورسانی تجهیز شده‌اند.

چیزی که این پیشرفت را واقعاً قابل توجه می‌کند، توانایی دستیابی به دقت میلی ثانیه‌ای در اندازه‌گیری سیگنال‌های عصبی و دستکاری عملکرد روده از طریق اپتوژنتیک است. پژوهشگران توانستند رفتارهای خاصی را مانند جستجوی پاداش یا احساس سیری در موش‌ها تحریک کنند که سلول‌های روده را به طور اپتوژنتیکی تحریک می‌کنند.

آنیکیوا توضیح می‌دهد: نکته هیجان انگیز در اینجا این است که ما اکنون یک فناوری را در اختیار داریم که می‌تواند عملکرد روده و رفتارهایی مانند تغذیه را هدایت کند. مهمتر از آن، ما این توانایی را داریم که با دقت میلی‌ثانیه‌ای اپتوژنتیک، به ارتباط بین روده و مغز دسترسی پیدا کنیم و ما می‌توانیم این کار را در حیوانات انجام دهیم.

کاربرد این پژوهش

پیامدهای این پژوهش بسیار گسترده است. دانشمندان با کشف ارتباط بین مغز و روده امیدوارند که بینشی در مورد ارتباط بین سلامت دستگاه گوارش و شرایط عصبی مانند اوتیسم و بیماری پارکینسون به دست آورند.

به عنوان مثال، مطالعات، شیوع بالاتری از اختلال عملکرد دستگاه گوارش را در کودکان اوتیستیک نشان داده است که نشان دهنده ارتباط بالقوه روده و مغز است. درک این پیوند، فرصت‌های جدیدی را برای مدیریت و درمان این شرایط با دستکاری مدارهای محیطی و اجتناب از روش‌های تهاجمی که مستقیماً بر مغز تأثیر می‌گذارد، فراهم می‌کند.

آنیکیوا نتیجه‌گیری می‌کند: برای مدت طولانی، ما فکر می‌کردیم مغز، اندام مستبدی است که دستورات را به دیگر اندام‌ها می‌فرستد و همه چیز را کنترل می‌کند. اما اکنون می‌دانیم که بازخوردهای زیادی به مغز باز می‌گردد و این بازخورد به طور بالقوه برخی از عملکردهایی را کنترل می‌کند که ما قبلا منحصراً به کنترل عصبی مرکزی نسبت داده‌ایم.

در آینده فرصت‌های امیدوارکننده‌ای برای کشف بیشتر ارتباط میان روده و مغز و دریافتن احتمالات جدید برای مدیریت اختلالات عصبی وجود دارد. همانطور که دانشمندان همچنان مرزهای درک ما را پیش می‌برند، شبکه پیچیده ارتباطی بین مغز و روده ممکن است کلید بسیاری از پیشرفت‌های سلامتی باشد.

این پژوهش به تازگی در مجله علمی معتبر Nature Biotechnology منتشر شده است.