المنطقة تحت الحبيبية

يتكون الدماغ من أنواع عديدة من الخلايا العصبية ، لكن المنطقة تحت الحبيبية (SGZ) تُنتج نوعًا واحدًا فقط: الخلايا الحبيبية - وهي الخلايا العصبية الاستثارية الأساسية في التلفيف المسنن (DG) - والتي يُعتقد أنها تُساهم في الوظائف الإدراكية مثل الذاكرة والتعلم . ويمكن وصف تطور الخلايا من الخلايا الجذعية العصبية إلى الخلايا الحبيبية في المنطقة تحت الحبيبية (SGZ) من خلال تتبع السلالة التالية لأنواع الخلايا: ^{[ 7 ] [ 8 ]}

1. الخلايا الدبقية الشعاعية . تُعدّ الخلايا الدبقية الشعاعية نوعًا فرعيًا من الخلايا النجمية ، التي تُعتبر عادةً خلايا داعمة غير عصبية. تتميز الخلايا الدبقية الشعاعية في المنطقة تحت الحبيبية (SGZ) بأجسام خلوية تقع ضمن هذه المنطقة، وامتدادات عمودية (أو شعاعية) تمتد إلى الطبقة الجزيئية من التلفيف المسنن (DG). تعمل هذه الامتدادات كدعامة تُمكّن الخلايا العصبية حديثة التكوين من الهجرة لمسافة قصيرة من المنطقة تحت الحبيبية إلى طبقة الخلايا الحبيبية. تتشابه الخلايا الدبقية الشعاعية مع الخلايا النجمية في شكلها، وتعبيرها عن المؤشرات الدبقية مثل GFAP ، ووظيفتها في تنظيم البيئة الدقيقة للخلايا الجذعية العصبية. مع ذلك، وعلى عكس معظم الخلايا النجمية، تعمل هذه الخلايا أيضًا كخلايا سلفية عصبية؛ بل إنها تُعتبر على نطاق واسع الخلايا الجذعية العصبية التي تُنتج الخلايا السلفية العصبية اللاحقة. أظهرت الدراسات أن الخلايا الدبقية الشعاعية في منطقة التكوين العصبي تحت الحبيبية (SGZ) تُعبّر عن النستين و Sox2 ، وهما مؤشران حيويان مرتبطان بالخلايا الجذعية العصبية، وأن الخلايا الدبقية الشعاعية المعزولة قادرة على توليد خلايا عصبية جديدة في المختبر . ^{[ 9 ]} غالبًا ما تنقسم الخلايا الدبقية الشعاعية بشكل غير متماثل ، منتجةً خلية جذعية جديدة واحدة وخلية سلفية عصبية واحدة في كل انقسام. وبالتالي، فهي تتمتع بقدرة التجديد الذاتي، مما يمكّنها من الحفاظ على مجموعة الخلايا الجذعية مع إنتاج السلائف العصبية اللاحقة في الوقت نفسه، والمعروفة بالخلايا المتكاثرة مؤقتًا. ^{[ 10 ]}
2. الخلايا السلفية المتكاثرة مؤقتًا . تُعدّ الخلايا السلفية المتكاثرة مؤقتًا (أو الخلايا السلفية العابرة) خلايا شديدة التكاثر، تنقسم وتتكاثر بشكل متكرر عبر الانقسام المتساوي ، مما يُؤدي إلى زيادة مخزون الخلايا السلفية المتاحة. تُمثل هذه الخلايا بداية مرحلة انتقالية في تطور الخلايا الجذعية العصبية، حيث تبدأ هذه الخلايا بفقدان خصائصها الدبقية واكتساب سمات عصبية أكثر. على سبيل المثال، قد تُظهر الخلايا في هذه الفئة في البداية علامات دبقية مثل GFAP وعلامات الخلايا الجذعية مثل نيستين وSox2، ولكنها في النهاية تفقد هذه الخصائص وتبدأ في إظهار علامات خاصة بالخلايا الحبيبية مثل NeuroD و Prox1 . يُعتقد أن تكوين هذه الخلايا يُمثل خيارًا مصيريًا في تطور الخلايا الجذعية العصبية.
3. الخلايا العصبية الأولية . تمثل الخلايا العصبية الأولية المرحلة الأخيرة من تطور الخلايا السلفية قبل أن تخرج الخلايا من دورة الخلية وتكتسب هويتها كخلايا عصبية. يكون تكاثر هذه الخلايا محدودًا، على الرغم من أن نقص التروية الدماغية يمكن أن يحفز التكاثر في هذه المرحلة.
4. الخلايا العصبية بعد الانقسام. في هذه المرحلة، وبعد خروجها من دورة الخلية، تُعتبر الخلايا خلايا عصبية غير ناضجة. تخضع الغالبية العظمى من الخلايا العصبية بعد الانقسام للاستماتة ، أو موت الخلية. أما الخلايا القليلة التي تنجو فتبدأ في تطوير مورفولوجيا خلايا الحبيبات في الحصين، والتي تتميز بامتداد التغصنات إلى الطبقة الجزيئية من التلفيف المسنن ونمو المحاور العصبية إلى منطقة CA3، ثم تكوين الوصلات المشبكية. تمر الخلايا العصبية بعد الانقسام أيضًا بمرحلة نضج متأخرة تتميز بزيادة اللدونة المشبكية وانخفاض عتبة التقوية طويلة الأمد . في النهاية، تندمج هذه الخلايا العصبية في دارة الحصين كخلايا حبيبية ناضجة تمامًا.

يوجد نوعان رئيسيان من الخلايا النجمية في منطقة التكوين العصبي تحت الحبيبية (SGZ): الخلايا النجمية الشعاعية والخلايا النجمية الأفقية. تُعرف الخلايا النجمية الشعاعية أيضًا بالخلايا الدبقية الشعاعية الموصوفة سابقًا، وتؤدي دورًا مزدوجًا كخلايا دبقية وخلايا جذعية عصبية. ^{[ 11 ]} ولا يزال من غير الواضح ما إذا كانت الخلايا النجمية الشعاعية الفردية قادرة على أداء كلا الدورين، أو أن خلايا نجمية شعاعية معينة فقط هي التي تُنتج الخلايا الجذعية العصبية. أما الخلايا النجمية الأفقية، فلا تمتلك زوائد شعاعية، بل تمتد زوائدها أفقيًا، موازيةً للحدود بين سرة الفص ومنطقة التكوين العصبي تحت الحبيبية. علاوة على ذلك، لا يبدو أنها تُنتج الخلايا السلفية العصبية. ونظرًا لأن الخلايا النجمية على اتصال وثيق بالعديد من الخلايا الأخرى في منطقة التكوين العصبي تحت الحبيبية، فإنها تُعدّ مناسبة تمامًا للعمل كقنوات حسية وتنظيمية في عملية تكوين الخلايا العصبية.

تُعدّ الخلايا البطانية ، التي تُبطّن الأوعية الدموية في منطقة التكوين العصبي تحت الحبيبي (SGZ)، عنصرًا أساسيًا في تنظيم التجديد الذاتي للخلايا الجذعية وتكوين الخلايا العصبية. توفر هذه الخلايا، التي تتواجد بالقرب من تجمعات الخلايا العصبية المتكاثرة، نقاط ارتباط لهذه الخلايا، وتُطلق إشارات قابلة للانتشار، مثل عامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGF)، الذي يُساعد على تحفيز كلٍّ من تكوين الأوعية الدموية وتكوين الخلايا العصبية. في الواقع، أظهرت الدراسات أن تكوين الخلايا العصبية وتكوين الأوعية الدموية يشتركان في العديد من مسارات الإشارات ، مما يعني أن للخلايا العصبية والخلايا البطانية في منطقة التكوين العصبي تحت الحبيبي تأثيرًا متبادلًا على بعضها البعض. تحمل الأوعية الدموية هرمونات وجزيئات أخرى تعمل على خلايا منطقة التكوين العصبي تحت الحبيبي لتنظيم تكوين الخلايا العصبية وتكوين الأوعية الدموية. ^{[ 4 ]}

تخضع عمليات التجديد الذاتي، وتحديد المصير، والتكاثر، والهجرة، والتمايز للخلايا الجذعية العصبية في منطقة التكوين العصبي تحت الحبيبي (SGZ) لتنظيم العديد من جزيئات الإشارة في هذه المنطقة، بما في ذلك العديد من النواقل العصبية . على سبيل المثال، يُعدّ Notch بروتين إشارة يُنظّم تحديد المصير، ويحافظ عمومًا على الخلايا الجذعية في حالة تجديد ذاتي. كما تتواجد عوامل التغذية العصبية ، مثل عامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BDNF) وعامل نمو الأعصاب (NGF)، في منطقة التكوين العصبي تحت الحبيبي، ويُفترض أنها تؤثر على تكوين الخلايا العصبية، على الرغم من أن الآليات الدقيقة غير واضحة. وتُعدّ إشارات Wnt وبروتين تكوين العظام (BMP) أيضًا من مُنظِّمات تكوين الخلايا العصبية، بالإضافة إلى النواقل العصبية الكلاسيكية مثل الغلوتامات ، وGABA ، والدوبامين ، والسيروتونين . ^{[ 12 ]} كما يتأثر تكوين الخلايا العصبية في منطقة التكوين العصبي تحت الحبيبي بعوامل بيئية مختلفة، مثل العمر والإجهاد . يُلاحظ انخفاض معدل تكوين الخلايا العصبية مع التقدم في العمر بشكل متكرر في كل من المختبر والعيادة، إلا أن أقوى مثبط بيئي لتكوين الخلايا العصبية في منطقة التكوين العصبي تحت الحبيبية هو الإجهاد. إذ تُحفز عوامل الإجهاد، مثل الحرمان من النوم والضغط النفسي الاجتماعي، إفراز الجلوكوكورتيكويدات من قشرة الغدة الكظرية إلى الدورة الدموية، مما يُثبط تكاثر الخلايا العصبية وبقائها وتمايزها. وهناك أدلة تجريبية تُشير إلى إمكانية مواجهة انخفاض تكوين الخلايا العصبية الناتج عن الإجهاد باستخدام مضادات الاكتئاب. كما أن عوامل بيئية أخرى، مثل التمارين الرياضية والتعلم المستمر، قد يكون لها تأثير إيجابي على تكوين الخلايا العصبية، حيث تُحفز تكاثر الخلايا على الرغم من ارتفاع مستويات الجلوكوكورتيكويدات في الدورة الدموية.

توجد علاقة تبادلية بين تكوين الخلايا العصبية في منطقة التكوين العصبي تحت الحبيبي (SGZ) والتعلم والذاكرة ، وخاصة الذاكرة المكانية. ^{[ 13 ]} فمن جهة، قد يؤدي ارتفاع معدلات تكوين الخلايا العصبية إلى زيادة القدرات الذاكرية. على سبيل المثال، قد يكون ارتفاع معدل تكوين الخلايا العصبية وتجددها لدى الحيوانات الصغيرة هو السبب وراء قدرتها على اكتساب ذكريات جديدة بسرعة وتعلم مهام جديدة. وهناك فرضية مفادها أن التكوين المستمر للخلايا العصبية الجديدة هو السبب في أن الذكريات المكتسبة حديثًا لها بُعد زمني. ومن جهة أخرى، فإن التعلم، وخاصة التعلم المكاني الذي يعتمد على الحصين، له تأثير إيجابي على بقاء الخلايا ويحفز تكاثرها من خلال زيادة النشاط المشبكي وإطلاق النواقل العصبية. وعلى الرغم من الحاجة إلى مزيد من البحث لترسيخ العلاقة بين تكوين الخلايا العصبية في الحصين والذاكرة، إلا أنه من الواضح من حالات تنكس الحصين أن تكوين الخلايا العصبية ضروري لكي يتمكن الدماغ من التكيف مع التغيرات في البيئة الخارجية وإنتاج ذكريات جديدة بطريقة زمنية صحيحة.