آستروسیت های خواب: شکست و موفقیت در راه انتشار

لورا بوجارسکایت

امروز داستانی را پر از امید و ناتوانی ، کمی صبر و در عین حال بی حوصلگی و موش هایی با موشهای خواب کابل برای شما تعریف می کنم. نام من لورا است و من یک علوم اعصاب هستم که توسط دانشگاه اسلو ناتمام شده ام.

من می خواهم صادق باشم و این داستان را برای شما تعریف کنم که چگونه علم واقعاً برای من اتفاق افتاده است ، نه اینکه چگونه علم باید طبق همه قوانین ، مطالب و کتابهای درسی اتفاق می افتاد. من می خواهم در مورد تمام جزئیات و تفاوت های ظریف که هیچ کس در مورد آنها صحبت نمی کند صحبت کنم (یا حداقل در سند موجود نیست) ، اما این 90 ٪ از علم زمان را نشان می دهد. من می خواهم یک تصادف و وام ساده برای کنجکاوی بدهم ، زیرا این بخش عظیمی از علم است – حداقل برای من بود.

بنابراین من حتی اشتیاق خود را برای مطالعه نورونوراسیون پیدا کردم ، زیرا آنچه که من قبل از دانش آموز دکترا یاد گرفتم ، در واقع کاملاً متفاوت از کاری است که اکنون انجام می دهم. مدرک لیسانس من در بیوشیمی است و مدرک کارشناسی ارشد من در علوم دارویی است. من مجذوب کار اصلی داخلی سلولهای ما و تمام مولکول های کوچک در داخل ، نحوه تعامل آنها با یکدیگر و چگونگی تأثیرگذاری آنها از خارج هستیم. هنگامی که من برای اولین بار در علم شروع به کار کردم ، در یک آزمایشگاه بیونوتنوتنولوژی قرار گرفتم ، سعی کردم پروتئین های مختلف را جدا کنم و تعامل آنها را در سطوح مختلف تعیین کنم تا دریابم که آیا این مواد با زیست شناسی سازگار هستند یا خیر. من کاملاً عاشق کار در دانشگاه بودم. در پایان کارشناسی ارشد من ، من مطمئن بودم که می خواهم حرفه ای در محافل دانشگاهی داشته باشم ، اما من در موضوعی که به طور جدی انگیزه من را برای شروع مدرک دکترا ایجاد کرده بود ، جرقه ای نداشتم.

آن را شانس ، تصادف ساده یا مداخله مقدس بنامید ، اما کتاب Norman Deutage با نام “مغز ، که تغییر می کند” مسیر خود را در دست من پیدا کرد و همه چیز را تغییر داد. در این صفحات ، من در مورد انعطاف پذیری مغز و توانایی آن در تغییر زندگی افراد آموختم. خیلی زود به عنوان یک روز مشخص شد که نوروناسیون جایی است که من الهام بخش علمی خود را پیدا می کنم. همانطور که دوست پسرم در اسلو زندگی می کرد ، ریاضیات واضح بود: Neuronuka + Oslo = خوشبختی.

من از تجربه من در علوم پایه ، که تمرکز آن بر درک بهتر از یک موضوع خاص است ، با تمرکز بر توسعه دانش ، نه بر حل یک مشکل خاص ، بسیار سپاسگزارم.

به عبارت دیگر ، روزهای ابتدایی من در علم به من این امکان را می داد که با کنجکاوی خود را به ناشناخته هدایت کنم و به نام مطالعه ناشناخته ها را کشف کنم.

سفر من برای درک نقش سلولهای آستروسیت-گلی در قالب ستاره های مغز در این رویا آغاز شد.

من تحقیقات دکتری خود را در گروه تحقیقاتی Glialab در دانشگاه اسلو شروع کردم ، جایی که ما آستروسیت ها را مطالعه می کنیم و این “ستاره های مغزی” زیبا (آنها در واقع مانند ستاره ها شکل گرفته اند) در مغز. نکته جالب در آستروسیت ها این است که برای مدت زمان طولانی آنها طرفداران منفعل معمولی به نورون ها در نظر گرفته شده اند ، اما اخیراً پیشرفت جدیدی در فناوری به ما این امکان را داده است تا دریابیم که آنها بسیار بیشتر از این کار می کنند. نیازی به گفتن نیست ، کار روی یک سلول بسیار هیجان انگیز بود که “قدرت واقعی” که هنوز یافت نشده است.

یک روز رهبران من و من وقتی که ما یک حمله مغزی را به آنچه می توانم برای پایان نامه دکتری خود مطالعه کنم ، در مورد همه چیزهای آستروسیت بحث کردیم. یکی از موضوعاتی که همچنان به وجود آمد ، خواب بود. علم خواب موضوعی است که به نظر می رسد از علاقه عمومی و دانشمندان جلوگیری می کند.

در آن زمان ، موضوع خواب دوباره “سکسی” شد زیرا یک قطعه جدید از تحقیقات هیجان انگیز بیرون آمد ، نشان می دهد که خواب به معنای واقعی کلمه می تواند “مغز شما را تمیز کند”¹حرف مواد زاید حاصل از بدن ما با کمک سیستم لنفاوی دائماً از بین می رود. با این حال ، عروق لنفاوی در مغز ما نیستند. در عوض ، مغز از یک سیستم تخصصی متشکل از آستروسیت ها استفاده می کند که در اطراف رگ خونی در آغوش می گیرند تا یک سیستم تونل تشکیل شود. یک مایع خاص در این تونل ها جریان می یابد و زباله های سلولی را از مغز می شست. در اینجا صید است – به نظر می رسد که این سیستم شستشوی مغز فقط در هنگام خواب روشن می شود.

اما چرا در طول خواب اتفاق می افتد؟ کدام سلول های مغز این کار را می کنند؟ آیا آنها می توانند آستروسیت باشند؟ چگونه همه چیز تنظیم می شود؟ این موضوعات پایه های پروژه دکترا من را تشکیل می دهد ، که هدف آن نقشه برداری از قلمرو ناشناخته و بررسی اینکه آستروسیت ها در شب هستند. فکر کردن در مورد این سؤالات باعث هیجان من شد و آنها هنوز هم این کار را انجام می دهند. جالب اینجاست که ما در آن زمان آزمایشگاه خواب نبودیم. اما من تصمیم گرفتم که خیلی زیاد نباشد ، درست است؟

اول ، موش ها مجبور به خوابیدن بودند. از آنجا که ما به میکروسکوپ ها و لیزرهای مخصوص برای نگاه کردن به آستروسیت های زندگی در مغز احتیاج داریم ، ماوس باید در حالی که با یک باند فلزی که به جمجمه آنها چسبانده شده است ، زیر میکروسکوپ بخوابد. از آنجا که ما نمی توانیم سلولهای مغزی را از طریق پوست یا استخوان جمجمه ببینیم ، این موش ها دارای یک تکه جمجمه هستند که با شیشه جایگزین می شوند تا یک پنجره واقعی در مغز آنها داشته باشیم. من حدس می زنم که شما همچنین می توانید من را یک جراح مغز و اعصاب موس بنامید!

و به همین ترتیب من دوره پایین 2 ساله خود را از شکست مطلق شروع کردم و سعی کردم فقط به این امر دست یابم.

مدتی سعی کردم با قرار دادن آنها در لوله های شفاف پلاستیکی ، موش ها را بخوابم ، به این امید که عدم تحرک یا لالایی من باعث خوابیدن آنها شود. متأسفانه ، به نظر می رسد هر دو تاکتیک فقط بر موش ها تأکید می کنند. این مدت زمان بسیار طولانی به دنبال آن بود که ما سعی کردیم موش ها را روی یک توپ شناور از استروفوم از فشار هوا بنشینیم با این ایده که توانایی آنها برای حرکت آزاد می تواند استرس آنها را کاهش داده و به آنها کمک کند تا بخوابند.

توپ Styrofoam به سرعت “نفرین در تجزیه” من شد. در ابتدا ، به نظر می رسید که موش ها وقتی روی توپ نشسته بودند ، می توانند چرت بزنند. به یاد می آورم اولین باری که یکی از موش هایم برای اولین بار برای اولین بار چشمانم را بست. موج هیجان که من تجربه می کردم دشوار است که کلمات را بیان کنم. من آنقدر امید داشتم و در آن لحظه دیدم که به فارغ التحصیلی خود می رسم.

من کمی می دانستم که هنوز 4 سال از آن زمان طول می کشد تا نام من را در وب سایت Nature Communications Journal چاپ کند.

من به زودی فهمیدم که مشکل این است که پس از خوابیدن ، موش ها بلافاصله از خواب بیدار می شوند و عضلات آنها آرام می شوند و باعث می شوند توپ خیلی سبک حرکت کند و آنها را بیدار کند. آنها می گویند: “امید مادر احمق ها است ، این بار فکر” اما شاید دفعه بعد موش از خواب بیدار نشود؟ ” در حالی که من به نتیجه دیگری امیدوار بودم نیم سال برای من نیمی از سال هزینه کنم.

این اوقات تاریک زندگی من بود ، هر دو به معنای واقعی کلمه – از آنجا که من ماهها بعد از ماهها زندگی خود را در یک اتاق میکروسکوپ تاریک گذراندم – و به صورت استعاری. بعد از چند دستورالعمل از مربی من ، به من تشویق شدم که به معنای واقعی کلمه “توپ را رها کنند” و سرانجام خوشبختی خود را در (و موش ها رویای خود را پیدا کردند) یک دیسک چرخان افقی پیدا کردم.

یادم است که شاهد اولین قسمت از خوابم با موج آهسته بودیم و به دنبال آن خواب با حرکت سریع چشم ها. امواج بزرگ دلتا زیبا به یک فعالیت تتا سختگیر راهپیمایی در سیگنال EEG تبدیل می شوند ، انتشار کاملاً واضح از صدای عضله موش و سبیل ها در تاریکی لرزیدند. نکته باورنکردنی این بود که انتظار داشتیم آستروسیت ها در طول خواب کاملاً ساکت باشند ، زیرا به نظر می رسید آنها فقط در هنگام بیداری به طور فعال سیگنال می کنند و در هنگام بیهوشی ساکت بودند ، اما اینگونه نبود. آنچه من دیدم حذف فعالیت نبود ، بلکه یک دسته از فلاش های زیبا و کوچک است که در طول خواب ادامه می یابد (آستروسیت ها بر خلاف نورونها ، از نظر الکتریکی غیر مواجهه و به جای سیگنال های الکتریکی هستند ، با سیگنال های یونی داخل سلولی که می توانند توسط پیوندها گرفتار شوند (یا پیوندهای مربوط به اوراق “رعد و برق”).

در همان زمان ، من احساس ترس ، فروتنی و عظمت داشتم ، زیرا می دانستم چیزی را می بینم که هنوز هیچ کس دیگری در جهان دیده نشده است. با این وجود ، من فقط در اتاق های میکروسکوپ تاریک ، که توسط صفحه رایانه روشن شده بود ، با کلیک بر روی صداهای زندان و موش کوچک در چرت زدن ، مانند ماه های قبل از لحظه یورکا.

در سالهای آینده ، من ساعات بی شماری موش های خواب را تماشا کردم و همچنین اکتشافات جالب دیگری را انجام دادم: 1) موش های خواب نسبت به بوی قهوه یا موز حساس تر هستند ، نه عطسه. 2) به نظر می رسد صدای برخی از همکاران موش ها را برای خوابیدن به کار می برد ، در حالی که فقط حضور دیگران موش ها را کاملاً بیدار می کند. 3) در حالی که منتظر خواب موش هستید ، در واقع می توانید Netflix را به مدت 12 ساعت مستقیم تماشا کنید. 4) اگر یک علامت را روی درب اتاق میکروسکوپ آویزان کرده اید و می گویند “موش های خواب. لطفاً ساکت باشید و وارد نشوید! “، مردم قطعاً ساکت نخواهند ماند و کاملاً وارد خواهند شد.

سیگنالینگ کاغذ کلسیم آستروسیتیک حاصل ما در طول خواب فقط با توجه به تنظیم آستروسیتیک پویایی خواب با موج آهسته و پویایی دوک نخ ریسی در خواب ، سطح را خراش می دهد. اما او همچنین جعبه ای از سؤالات و پروژه های آینده را توسط پاندوراس باز کرد ، که ما را بیشتر سوق می دهد و این کار را برای سالهای متمادی انجام می دهد. این یک سواری طولانی و بسیار ناهموار (و خواب آلود) بود ، اما با نگاهی به عقب ، من مطمئن هستم که تمام مبارزات من ارزش آن را داشت.

من در 11 نوامبر 2020 به پایان رسیدم و اکنون سفر خود را با آستروسیت های خواب به عنوان یک پست دکتری ادامه می دهم.

مرجع:

1. Xie L ، Kang H ، Xu Q ، Chen MJ ، Liao Y ، Thiyagarajan M ، O’Donnell J ، Christensen DJ ، Nicholson C ، Iliff JJ ، Takano T ، Deane R ، Nedergaard M. رویای یک ترخیص متابولیک را ترخیص می کند. علم. 2013 اکتبر 18 ؛ 342 (6156): 373-7. doi: 10.1126/Science.1241224. PMID: 24136970 ؛ PMCID: PMC3880190.