الانعطاف التلقائي

المشبك الذاتي هو مشبك كيميائي أو كهربائي من عصبون إلى نفسه. ^{[ 1 ] [ 2 ]} ويمكن وصفه أيضًا بأنه مشبك يتكون من محور عصبون على تفرعاته الشجرية ، سواء في الجسم الحي أو في المختبر .

صاغ مصطلح "الوصلة الذاتية" لأول مرة عام 1972 فان دير لوس وجلاسر، اللذان لاحظاها في تحضيرات غولجي لقشرة الفص القذالي للأرانب أثناء إجراء تحليل كمي لدوائر القشرة المخية الحديثة . ^{[ 3 ]} وفي سبعينيات القرن الماضي أيضًا، وُصفت الوصلات الذاتية في قشرة دماغ الكلاب والفئران ، ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} والنيوسترياتوم لدى القرود ، ^{[ 7 ]} والحبل الشوكي للقطط . ^{[ 8 ]}

في عام 2000، تم تصميم نموذج لها لأول مرة لدعم استمرارية النشاط في الشبكات العصبية المتكررة . ^{[ 1 ]} وفي عام 2004، تم تصميم نموذج لها لإظهار سلوك تذبذبي ، وهو ما كان غائبًا في نفس نموذج الخلية العصبية بدون مشبك ذاتي. ^{[ 9 ]} وبشكل أكثر تحديدًا، تذبذبت الخلية العصبية بين معدلات إطلاق عالية وكبح الإطلاق، مما يعكس سلوك انفجار النبضات الذي يوجد عادةً في الخلايا العصبية الدماغية. في عام 2009، تم ربط المشابك الذاتية، لأول مرة، بالتنشيط المستمر. وقد اقترح هذا وظيفة محتملة للمشابك الذاتية المثيرة داخل الدائرة العصبية. ^{[ 10 ]} في عام 2014، تبين أن المشابك الذاتية الكهربائية تولد موجات هدف وموجات حلزونية مستقرة في شبكة نموذجية عصبية . ^{[ 11 ]} وقد أشار هذا إلى أنها تلعب دورًا مهمًا في تحفيز وتنظيم السلوك الجماعي للخلايا العصبية في الشبكة. في عام 2016، تم تقديم نموذج للرنين. ^{[ 12 ]}

استُخدمت المشابك الذاتية لمحاكاة ظروف "الخلية نفسها" لمساعدة الباحثين على إجراء مقارنات كمية، مثل دراسة كيفية تأثير مضادات مستقبلات N- ميثيل-D-أسبارتات (NMDAR) على مستقبلات NMDAR المشبكية مقابل مستقبلات NMDAR خارج المشبكية. ^{[ 13 ]}

اقترح مؤخرًا أن المشابك الذاتية قد تتشكل نتيجةً لانسداد نقل الإشارات العصبية، كما في حالات تلف المحاور العصبية الناجم عن التسمم أو انسداد قنوات الأيونات. ^{[ 14 ]} قد تتطور التغصنات من جسم الخلية ، بالإضافة إلى محور عصبي مساعد، لتشكيل مشبك ذاتي للمساعدة في إصلاح نقل الإشارات العصبية.

يمكن أن تكون المشابك الذاتية إما مُطلقة للجلوتامات (مُحفزة) أو مُطلقة لحمض جاما-أمينوبيوتيريك (مُثبطة)، تمامًا مثل نظيراتها من المشابك العصبية التقليدية. ^{[ 15 ]} وبالمثل، يمكن أن تكون المشابك الذاتية كهربائية أو كيميائية بطبيعتها. ^{[ 2 ]}

بشكل عام، تميل التغذية الراجعة السلبية في المشابك الذاتية إلى تثبيط الخلايا العصبية القابلة للاستثارة، بينما يمكن للتغذية الراجعة الإيجابية أن تحفز الخلايا العصبية الخاملة. ^{[ 16 ]}

على الرغم من أن تحفيز المشابك الذاتية المثبطة لم يُحدث جهدًا مثبطًا بعد المشبكي في الخلايا العصبية البينية في الطبقة الخامسة من شرائح القشرة المخية الحديثة، فقد ثبت أنها تؤثر على استثارة الخلايا. ^{[ 17 ]} عند استخدام مضاد لمستقبلات GABA لحجب المشابك الذاتية، ازداد احتمال حدوث خطوة إزالة استقطاب ثانية مباشرة بعد خطوة إزالة الاستقطاب الأولى. يشير هذا إلى أن المشابك الذاتية تعمل عن طريق كبح الخطوة الثانية من خطوتي إزالة الاستقطاب المتقاربتين زمنيًا، وبالتالي، قد توفر تثبيطًا ارتداديًا لهذه الخلايا. قد تفسر هذه الآلية أيضًا التثبيط التحويلي .

في مزارع الخلايا، ثبت أن المشابك الذاتية تساهم في التنشيط المطوّل لعصبونات B31/B32 ، التي تُسهم بشكلٍ كبير في سلوك الاستجابة الغذائية لدى الأبليسيا . ^{[ 10 ]} يشير هذا إلى أن المشابك الذاتية قد تلعب دورًا في التوسط في التغذية الراجعة الإيجابية. لم يتمكن مشبك B31/B32 الذاتي من بدء نشاط العصبون، على الرغم من أنه يُعتقد أنه ساعد في الحفاظ على حالة إزالة الاستقطاب. لا يزال مدى مساهمة المشابك الذاتية في الحفاظ على إزالة الاستقطاب غير واضح، خاصةً وأن مكونات أخرى من الدائرة العصبية (مثل عصبونات B63) قادرة أيضًا على توفير مدخلات متشابكة قوية طوال فترة إزالة الاستقطاب. بالإضافة إلى ذلك، اقتُرح أن المشابك الذاتية تُزوّد ​​عصبونات B31/B32 بالقدرة على إعادة الاستقطاب بسرعة . اقترح بيكرز (2009) أن حجب مساهمة المشابك الذاتية تحديدًا، ثم تقييم الاختلافات مع أو بدون حجبها، قد يُسهم في توضيح وظيفة المشابك الذاتية بشكلٍ أفضل. ^{[ 18 ]}

أظهرت الخلايا العصبية النموذجية لهندمارش-روز (HR) أنماطًا مختلفة من إطلاق النبضات ، منها الفوضوية ، والمنتظمة ، والساكنة، والدورية، وذلك في غياب المشابك الذاتية. ^{[ 19 ]} عند إدخال مشبك ذاتي كهربائي، يتحول النمط الدوري إلى النمط الفوضوي، ويُظهر سلوكًا متناوبًا يزداد تردده مع زيادة شدة المشبك الذاتي وتأخيره الزمني. من ناحية أخرى، عززت المشابك الذاتية الكيميائية المُحفزة الحالة الفوضوية العامة. بينما انخفضت الحالة الفوضوية وكُبتت في الخلايا العصبية ذات المشابك الذاتية الكيميائية المُثبطة. في الخلايا العصبية النموذجية لهندمارش-روز (HR) الخالية من المشابك الذاتية، تغير نمط إطلاق النبضات من ساكن إلى دوري، ثم إلى فوضوي مع زيادة التيار المستمر . عمومًا، تتمتع الخلايا العصبية النموذجية لهندمارش-روز (HR) المزودة بمشابك ذاتية بالقدرة على التحول إلى أي نمط إطلاق نبضات، بغض النظر عن نمط إطلاق النبضات السابق.

وُجد أن الخلايا العصبية في عدة مناطق من الدماغ، مثل القشرة المخية الحديثة والمادة السوداء والحصين، تحتوي على نقاط اتصال ذاتية. ^{[ 3 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}

لوحظ أن المشابك الذاتية أكثر وفرة نسبياً في الخلايا العصبية الغاباوية التي تستهدف السلال والتغصنات في القشرة البصرية للقطط مقارنةً بالخلايا النجمية الشوكية ، والخلايا ذات الباقة المزدوجة ، والخلايا الهرمية ، مما يشير إلى أن درجة التعصيب الذاتي للخلايا العصبية تختلف باختلاف نوع الخلية. ^{[ 23 ]} بالإضافة إلى ذلك، كانت المشابك الذاتية للخلايا التي تستهدف التغصنات، في المتوسط، أبعد عن جسم الخلية مقارنةً بالمشابك الذاتية للخلايا السلالية.

احتوت 80% من الخلايا العصبية الهرمية في الطبقة الخامسة من القشرة المخية الحديثة للفئران النامية على وصلات ذاتية، والتي كانت أكثر تركيزًا على التغصنات القاعدية والتغصنات المائلة القمية مقارنةً بالتغصنات القمية الرئيسية . ^{[ 24 ]} كانت مواقع التغصنات للوصلات المشبكية لنفس نوع الخلية مشابهة لتلك الخاصة بالوصلات الذاتية، مما يشير إلى أن الشبكات الذاتية والشبكية تشترك في آلية تكوين مشتركة.

في تسعينيات القرن الماضي، تم اقتراح أن التفريغات الصرعية بين النوبات من نوع التحول الاستقطابي الانتيابي تعتمد بشكل أساسي على النشاط الذاتي للخلايا العصبية المثيرة المنفردة في الحصين لدى الفئران التي نمت في مزارع دقيقة. ^{[ 25 ]}

في الآونة الأخيرة، أظهرت دراسة أجريت على أنسجة القشرة المخية الحديثة لدى مرضى الصرع المستعصي ، أن المشابك الذاتية الصادرة من الخلايا العصبية سريعة الاستجابة (FS) التي تحتوي على حمض غاما-أمينوبيوتيريك (GABA) تتميز بإطلاق غير متزامن أقوى مقارنةً بالأنسجة غير المصابة بالصرع وأنواع المشابك الأخرى التي تشمل خلايا FS العصبية. ^{[ 26 ]} وقد توصلت الدراسة إلى نتائج مماثلة باستخدام نموذج الفئران. وأشارت النتائج إلى أن زيادة تركيز أيونات الكالسيوم المتبقية، بالإضافة إلى سعة جهد الفعل في خلايا FS العصبية، قد تكون السبب وراء هذه الزيادة في الإطلاق غير المتزامن في الأنسجة المصابة بالصرع. ومن المحتمل أن تستهدف الأدوية المضادة للصرع هذا الإطلاق غير المتزامن لحمض غاما-أمينوبيوتيريك، والذي يبدو أنه يحدث بكثرة في المشابك الذاتية لخلايا FS العصبية.

أظهرت الدراسات أن استخدام وسط مُهيأ بالخلايا الدبقية لمعالجة مزارع الخلايا العصبية الشبكية النقية الخالية من الخلايا الدبقية في الفئران يزيد بشكل ملحوظ من عدد المشابك الذاتية لكل عصبون مقارنةً بالعينة الضابطة. ^{[ 27 ]} يشير هذا إلى أن العوامل الذائبة المشتقة من الخلايا الدبقية، والحساسة لبروتياز K، تحفز تكوين المشابك الذاتية في خلايا العقدة الشبكية في الفئران.