به نقل از «آفتاب»

کدام سلول‌های بدن نسبت به لمس حساس هستند؟

تاریخ انتشار: ۱۰ اسفند ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۲۳۴۲۴۴

آفتاب‌‌نیوز :

این یک واقعیت ثابت شده است که هر سلول بدن شما به لمس فیزیکی پاسخ می‌دهد.

همه آن‌ها دقیقاً به یک شکل واکنش نشان نمی‌دهند مثلا یک سلول در طحال شما اگر با سوزن کوبیده شود، حساس نیست. اما در سرتاسر بدن انسان، مواد و ساختار‌های فیزیکی که سلول‌ها را در حین رشد و انجام وظایف روزانه خود در بر گرفته و حمایت می‌کنند، نقش بزرگی در سلامت و رفتار آن‌ها دارند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

به گزارش سایت مدیکال اکسپرس، مو‌های داخل گوش شما که ارتعاشات را به سیگنال‌های الکتریکی ارسال شده به مغز تبدیل می‌کنند، حتی به حرکات در مقیاس نانو نیز حساس هستند.

سلول‌های مختلف در روده، زمانی که معده شما پر است برای انجام وظایف گوارشی خود حس می‌کنند.

لمس و نیروی فیزیکی نقش مهمی در بسیاری از جنبه‌های فرآیند‌های بیولوژیکی بازی می‌کنند، اما اطلاعات کمی در مورد نحوه عملکردشان وجود دارد.

سلول‌های مختلف مسیر‌های متفاوتی برای سنجش و انتقال سیگنال‌های تولید شده توسط لمس دارند و رشد سلول‌های خارج از بدن که بتوان آن‌ها را در نوعی تنظیمات آزمایشی قرار داد که قادر به اندازه‌گیری این ورودی‌ها و خروجی‌ها باشد، آسان نیست.

محققان با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و الکتروفیزیولوژی، حد بالایی و پایینی عملکرد چهار پروتئین را که سیگنال‌های الکتریکی را در پاسخ به محرک‌های فیزیکی منتشر می‌کنند، اندازه‌گیری کردند، که نتایج گسترده‌ای در توانایی‌های آن‌ها را نشان می‌دهد و سؤالات جدیدی را در مورد چگونگی عملکرد سلول‌های حساس به لمس تخصصی به خوبی آن‌ها ایجاد می‌کند.

محقق مایکل یانگ گفت: هر سیستم حسی با مقدار نویز پس زمینه‌ای که برای تشخیص سیگنال باید بر آن غلبه کند محدود می‌شود.
چشمان ما می‌توانند انرژی نور را بسیار نزدیک به این حد حس کنند، که باعث می‌شود حتی به تک فوتون‌ها نیز بسیار حساس باشند.

چهار پروتئینی که یانگ مورد بررسی قرار داد اعضای دو خانواده سلولی Piezo۱ و Piezo۲ و TREK۱ و TRAAK بودند.

در واقع Piezo۲ بیشتر در سلول‌های حسی یافت می‌شود، مانند سلول‌های پوست که سیگنال‌های حساس به لمس را برای نورون‌ها تولید می‌کنند تا به مغز منتقل شوند.
در حالی که Piezo۱ نزدیک به آن در سطوح پایین در سلول‌هایی یافت می‌شود که به تنظیم فرآیند‌های بیولوژیکی خودکار مانند فشار خون و سلول کمک می‌کنند.

اما TREK۱ و TRAAK هر دو بیشتر در سیستم عصبی یافت می‌شوند و نقش ناشناخته‌ای دارند که به انتقال سیگنال‌ها کمک می‌کنند و می‌توانند با انواع مختلفی از محرک‌ها غیر از لمس فعال شوند.

برای اندازه‌گیری مرز‌های توانایی‌های این سلول‌ها، یانگ به همراه یورگ گراندل، استاد عصب‌بیولوژی برای رشد سلول‌هایی که با یکی از پروتئین‌های مورد نظر پر شده بودند، کار کرد.

سپس به سراغ پاسخ این سؤال رفت که چگونه می‌توان پاسخ آن‌ها را هنگام ضربه زدن و فشار دادن اندازه‌گیری کرد.

یانگ برای هر سلول مملو از پروتئین، حداقل نیروی مورد نیاز برانگیختن یک سیگنال قابل تشخیص، بیشترین میزان فعالیت الکتریکی که می‌تواند ایجاد کند و رفتار کلی سیگنال را اندازه گیری کرد.

یانگ با وجود شباهت‌های پروتئین‌ها، طیف وسیعی را در واکنش‌های آن‌ها یافت.

برخی از سلول‌ها تقریباً بلافاصله پاسخ‌های الکتریکی ساطع می‌کنند در حالی که برخی دیگر بیش از ۱۰ برابر بیشتر تاخیر داشتند.
همچنین طیف وسیعی از حساسیت‌ها وجود داشت که این سؤال را مطرح می‌کرد، چه عوامل دیگری در چگونگی تنظیم فعالیت‌های بیوشیمیایی این پروتئین‌های بدن کمک می‌کنند، می توانند نقش داشته باشند.

یانگ گفت: ما به سادگی این سلول‌ها را با پروتئین بارگذاری کردیم تا مطمئن شویم که پاسخی دریافت می‌کنیم، اما قرارگیری خاص آن‌ها روی سلول ممکن است برای نحوه عملکردشان مهم‌تر باشد یا محیط ساختاری شان نقش مهمی داشته باشد.

منبع: باشگاه خبرنگاران جوان

منبع: آفتاب

کلیدواژه: سلول های بدن عصب شناسی لمس فیزیکی اندازه گیری سیگنال ها سلول ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت aftabnews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «آفتاب» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۲۳۴۲۴۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

ساخت نخستین سلول مغزی مصنوعی با آب و نمک 

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از ساینس الرت، محققان توانسته اند اتصالات عصبی به نام سیناپس‌ها را با استفاده از همان آب و مواد نمکی که مغز از آن استفاده می‌کند شبیه سازی کنند؛ پیشرفتی که به رشته نوظهور «یونترونیک» که ترکیب زیست شناسی و الکترونیک است کمک می‌کند.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه اوترخت در هلند و دانشگاه سوگانگ در کره جنوبی، از عملکرد مغز انسان که از ذرات باردار به نام یون‌های محلول در آب برای انتقال سیگنال‌ها در نورون‌ها استفاده می‌کند، الهام گرفته اند.

یکی از ویژگی‌های مهم توانایی مغز برای پردازش اطلاعات، انعطاف پذیری سیناپسی است که به نورون‌ها اجازه می‌دهد تا قدرت اتصالات بین خود را در پاسخ به تاریخچه ورودی تنظیم کنند.

این دستگاه که جدید «ممریستور یونترونیک» نام دارد، میزان بار الکتریکی را که قبلا از آن عبور کرده است «به یاد می‌آورد» و ما را به ساخت سیستم‌های مصنوعی با قابلیت تقلید از مغز ابرقدرت انسان نزدیک‌تر می‌کند.

«تیم کامسما» «Tim Kamsma» فیزیکدان نظری از دانشگاه اوترخت، می‌گوید: این دستاورد نشان دهنده یک پیشرفت حیاتی به سمت رایانه‌هایی است که نه تنها می‌توانند الگو‌های ارتباطی مغز انسان را تقلید، بلکه از همان محیط نیز استفاده کنند.

ممریستور یونترونیک به شکل مخروط با محلول آب و نمک در داخل آن، فقط ۱۵۰ در ۲۰۰ میکرومتر عرض دارد (عرض حدود سه یا چهار تار موی انسان در کنار هم). تکانه‌های الکتریکی باعث حرکت یون‌ها در کانال مخروطی شکل شده و تغییرات در بار الکتریکی منجر به تغییر در حرکت یون می‌شود. تغییر در چگونگی رسانش الکتریسیته سیناپس را می‌توان اندازه گیری و رمزگشایی کرد تا دریابیم سیگنال ورودی چه بوده که این نشان دهنده نوعی حافظه است.

طول کانال بر مدت زمان حفظ حافظه ممریستور تأثیر می‌گذارد و این نشان می‌دهد می‌توان کانال‌ها را برای کار‌های خاصی طراحی کرد دقیقا مانند آنچه در مغز وجود دارد. فیزیک دان‌ها همچنین در تلاش برای یافتن روش‌های مختلف ترکیب این سیناپس‌های مصنوعی هستند.

اگرچه هنوز این دستگاه و به طور کلی یونترونیک، در مراحل بسیار اولیه هستند، اما با توجه به تولید نسبتا سریع و ارزان، این طراحی جدید می‌تواند برای طیف وسیعی از کاربرد‌های آینده مقیاس پذیر باشد.

مجریان این طرح می‌گویند اگرچه سیناپس‌های مصنوعی قادر به پردازش اطلاعات پیچیده بر اساس مواد جامد هستند، اما ما اکنون و برای اولین بار نشان دادیم که این شاهکار با استفاده از آب و نمک نیز قابل اجراست. ان‌ها به طور موثر رفتار عصبی را با استفاده از سیستمی تکرار می‌کنند که از محیطی مشابه مغز استفاده می‌کند.

این پژوهشگران امیدوارند با الگوبرداری از مغز، به جای تکیه بر فرآیند‌ها و اجزای الکتریکی سنتی و رایج، بتوان با رایانه‌ها به ظرفیت و کارایی مغز نزدیک شد.

نتایج این تحقیقات در نشریه PNAS منتشر شده است.

انتهای پیام/