توصل علماء إلى حل لغز علمي طالما حيّر الباحثين، يتعلق بكيفية تمييز الدماغ بين عنصري الكالسيوم والمغنيسيوم، رغم تشابههما الكبير، في عملية أساسية ترتبط بوظائف التعلم والذاكرة.

وكشفت الدراسة، التي اعتمدت على تقنيات تصوير متطورة شملت تحليل أكثر من 50 ألف مقطع، أن الاختلاف الجوهري بين العنصرين يكمن في طريقة تفاعلهما مع جزيئات الماء. إذ يجذب المغنيسيوم الماء بقوة أكبر، ما يجعله أكبر حجماً ويمنعه من المرور عبر القنوات العصبية، بينما يفقد الكالسيوم جزيئات الماء بسهولة، فيصغر حجمه ويتمكن من العبور.

وتلعب هذه العملية دورًا حاسمًا داخل مستقبلات عصبية تُعرف باسم NMDARs، حيث يعمل المغنيسيوم على سد القناة في الحالة الطبيعية، قبل أن يسمح بمرور الكالسيوم عند تنشيطها، وهو ما يُعد أساسًا للعمليات العصبية المرتبطة بالتعلم.

وأوضح الباحث هيرو فوروكاوا أن هذا الفرق في ارتباط الماء هو المفتاح لفهم قدرة الدماغ على التمييز بين العنصرين، وهي فرضية طُرحت منذ عقود، لكن لم يكن بالإمكان إثباتها عمليًا حتى الآن.

وباستخدام تقنية المجهر الإلكتروني المتقدم cryo-EM، تمكن فريق البحث من رصد هذه العملية بدقة، خاصة داخل بنية جزيئية تُعرف بـ"قفص الأسباراجين"، والتي تعمل كمرشح يسمح بمرور الجزيئات الصغيرة فقط.

وتفتح هذه النتائج آفاقًا جديدة لفهم اضطرابات عصبية خطيرة، من بينها اضطرابات GRIN المرتبطة بطفرات في هذه المستقبلات، والتي قد تؤدي إلى إعاقات نمائية حادة ونوبات صرع.

ويرى الباحثون أن هذا الاكتشاف يمثل خطوة مهمة نحو تطوير علاجات مستقبلية تستهدف هذه الآليات الدقيقة داخل الدماغ، بما يسهم في تحسين فهم الأمراض العصبية وطرق التعامل معها.

للمزيد تابع

الخليج 24 على: فيسبوك | إكس | يوتيوب | إنستغرام | تيك توك