محققان نقشه دیجیتالی از سیستم عصبی سمپاتیک را ایجاد کردند

تیمی از محققان کالج پزشکی UCF یک نقشه توپوگرافی دیجیتالی از شبکه عصبی سمپاتیک قلب، منطقه ای که ضربان قلب بدن و پاسخ “جنگ یا گریز” را کنترل می کند، ایجاد کرده اند. آنها امیدوارند این نقشه در نهایت به عنوان راهنمای درمان بیماری های قلبی عروقی با استفاده از دستگاه های بیوالکترونیک باشد.

این مطالعه به سرپرستی دکتر زیکسی جک چنگ، دانشمند عصبی قلب و عروق، در گزارش های علمی مجله و پروژه یک تیم بین رشته ای از محققان UCF به همراه چندین موسسه دیگر و همچنین شرکای صنعتی MBF Bioscience و SPARC Data and Resource Center بود.

دکتر چنگ گفت: «این نقشه برداری فراتر از آن چیزی است که می توانید در یک کتاب درسی پیدا کنید. “این یک اطلس دیجیتالی مغز و قلب است که تعاملی خواهد بود. ما امیدواریم که نه تنها برای دانشمندان و پزشکان، بلکه برای دانش‌آموزانی که عصب آناتومی قلب را یاد می‌گیرند، راهنمایی باشد.”

این نقشه ممکن است به‌عنوان راهنمای درمان‌هایی مانند درمان عصبی-تحریک‌کننده الکترونیکی اعصاب برای درمان بیماری‌های قلبی عروقی باشد.

تیم دکتر چنگ و همکارانش در SPARC قبلا یک نقشه سه بعدی جامع از سیستم عصبی درونی قلب جوندگان ایجاد کرده بودند. این سیستم که به عنوان “مغز قلب کوچک” شناخته می شود، حاوی هزاران نورون در اطراف قلب است که ضربان قلب و گردش خون را تنظیم می کنند. آخرین پروژه آنها این مطالعه را گسترش داد و شبکه توپوگرافی اعصاب در سیستم عصبی سمپاتیک و اتصال آن به قلب را ترسیم کرد. این تیم امیدوار است این طرح پیشرفته به دانشمندان و پزشکان کمک کند تا ارتباط مغز و قلب را مطالعه کنند و کنترل دقیق تری بر مناطق مختلف قلب از جمله مناطقی که ضربان قلب را کنترل می کنند، انجام دهند.

سیستم عصبی سمپاتیک از طریق شبکه پیچیده ای از اعصاب نقشی اساسی در تنظیم عملکردهای قلب ایفا می کند. این می تواند به بدن در واکنش به موقعیت های خطرناک یا استرس زا کمک کند، با تسریع ضربان قلب بدن برای رساندن خون بیشتر به مناطقی که به اکسیژن بیشتری نیاز دارند. این سیستم همچنین ضربان قلب، فشار خون، گوارش و سایر عملکردهای حیاتی را کنترل می کند.

برای ایجاد این نقشه، تیم از ترکیبی از تکنیک‌های پیشرفته برای تصویربرداری، ردیابی، دیجیتالی کردن و نقشه‌برداری کمی از توزیع سیستم عصبی سمپاتیک شامل کل دهلیزها و بطن‌های قلب استفاده کرد.

دکتر چنگ گفت: “بخش مهم این پروژه، دقتی است که در آن نقشه برداری در سطح میکروسکوپی تکمیل می شود که به ما امکان می دهد تک سلول ها و تک آکسون های عصبی را ببینیم.” این اولین باری است که دانشمندان کل اندام را در چنین سطح پیچیده ای می بینند.

دکتر Yuanyuan Zhang، محقق فوق دکترا در آزمایشگاه دکتر چنگ، توضیح داد که این نقشه به محققان کمک می کند تا نقش عملکردی یک عصب خاص را با فعال یا غیرفعال کردن آن و مشاهده تأثیر آن بر بدن آزمایش کنند. او گفت که این نقشه‌برداری می‌تواند به‌عنوان راهنمایی برای درمان‌هایی مانند درمان عصبی-تحریک‌کننده الکترونیکی اعصاب برای درمان بیماری‌های قلبی عروقی مانند فشار خون بالا، آپنه خواب و نارسایی قلبی باشد.

Ariege Bizanti، Ph.D، اضافه کرد: «استفاده از نقشه ما به عنوان یک اطلس دلسوز قلب، راه را برای درمان های نوآورانه برای چندین بیماری قلبی عروقی، اختلالات مربوط به اعصاب باز می کند و از عوارض جانبی مرتبط با بسیاری از داروها جلوگیری می کند. نامزد در آزمایشگاه دکتر چنگ.

بیماری قلبی علت اصلی مرگ و میر مردان و زنان در ایالات متحده است و بر اساس آمار مرکز کنترل بیماری ها، 697000 مرگ در سال 2020 را شامل می شود. هر 34 ثانیه یک نفر در ایالات متحده بر اثر بیماری های قلبی عروقی جان خود را از دست می دهد.

دکتر جین چن، یکی دیگر از همکاران UCF در این پروژه گفت: «سیستم عصبی سمپاتیک قلبی بسیار پیچیده است و هنوز به خوبی شناخته نشده است. بنابراین داشتن این نقشه‌برداری دقیق در قلب می‌تواند بینش‌های مهمی را در مورد ساختار عصب قلبی-سمپاتیک به ما بدهد و پایه‌ای را برای مطالعات عملکردی و مولکولی آینده در مورد کنترل سمپاتیک قلب فراهم کند.