دانشمندان در دانشگاه استنفورد روش جدیدی کشف کرده‌اند که به کمک این روش می‌توان چربی را از بافت مغز حذف کرد بدون اینکه ساختار کلی مغز و پروتئین‌های هر سلول به هم بخورد.
بدین ترتیب می‌توان مغز یک حیوان را بعد از مرگ به یک بافت شفاف تبدیل کرد که مسیرهای عصبی در آن به راحتی قابل علامت‌گذاری و تعقیب هستند.
محققین که نتیجه کار خود را در نشریه نیچر منتشر کرده اند می گویند اینک برای اولین بار می‌توان نحوه تماس سلولی و ارتباط نواحی مختلف مغزی را در سطح سلولی و کلان به صورت همزمان بررسی کرد.
این کشف راه را برای شناخت بهتر بیماریهای مغزی که بیشتر از یک ناحیه را در مغز نشانه می‌روند، مثل اوتیسم، باز می‌کند.
مشکلات در راه شناخت مغز
مغز ما از واحدهای عملیاتی کوچکی به اسم نورون تشکیل شده و این نورون‌ها در غالب یک شبکه بزرگ با هم مرتبط هستند.
اطلاعات در این شبکه به صورت سیگنال‌های الکتریکی جابجا می‌شود.
اگر بخواهیم یک مثال آشنا بزنیم می‌توانیم کامپیوتری را در نظر بگیریم که از تعداد زیادی کلیدهای صفر و یک تشکیل شده و وضعیت باز و بسته بودن این کلیدها در قسمت‌های مختلف مدار، باعث درهم‌کنش اطلاعات می‌شود.
حالا فرض کنیم یک نفر یک کامپوتر را به ما داده و ما بدون هیچ توضیحی بخواهیم بفهمیم این کامپیوتر چطور کار می‌کند و اطلاعات چطور در این مدارها پردازش می‌شوند.
با این تفاوت که مغز ما به جای یک واحد پردازش مرکزی (CPU) از تعداد خیلی بیشتری واحدهای پردازش اطلاعات درست شده که هر کدام به اندازه یک CPU پیچیده است و قسمت خاصی از اطلاعات را که ما لزوما نمی‌دانیم چیست، پردازش می‌کند.
شما ممکن است بتوانید هر واحد پردازش را به صورت مجزا در شرایط کنترل شده و تا حدودی بررسی کنید و با کنترل ورودی و ارزیابی خروجی حدس بزنید که مدار داخل آن احتمالا چه شکلی است (که البته این خودش کار بسیار دشواری است و بررسی عملکرد هر کدام از این واحدها خودش یک شاخه مجزای عصب‌شناسی است).
ولی در نهایت خروجی رفتاری این سیستم، برایندی از برهم‌کنش همه این واحدهاست.
به این معنی که مثلا اگر کامپیوتر شما هنگ کند معلوم نیست که اشکال از CPU است یا حافظه یا هر بخش دیگر. به همین دلیل برای درک بهتر از عملکرد مغز و رابطه قسمت‌های مختلفش لازم است مغز را هم در سطح سلولی و هم در سطح شبکه‌ای بررسی کنیم.
یعنی مثلا بدانیم در مسیر ناحیه A با B سلول شماره ١ در ناحیه A، چه اثری روی ناحیه B می‌گذارد؟ طبیعتا جواب این سوال با بررسی مجزای A یا B به دست نمی‌آید.
با روش های فعلی ما معمولا می‌توانیم به صورت محدود رابطه دو یا سه ناحیه را به صورت همزمان بررسی کنیم.
مثلا ما برچسب‌های بیولوژیکی داریم که هر کدام به یک پروتئین، و سلول خاص حاوی آن پروتئین، می‌چسبند.
به همین دلیل می‌توانیم سلولی را در یک مبدا علامت‌گذاری کنیم و بعد دنبال مقصدش در جاهای دیگر مغز باشیم.
ولی مشکل اینجاست که ما برای اینکه مقصد را بشناسیم باید حدس اولیه‌ای در مورد مقصد بزنیم و بعد آن نقطه خاص را بررسی کنیم و ببینیم آنجا اثری از برچسب ما هست یا نه.
دلیلش هم روشن است. هر کس یک بار کله‌پاچه خورده باشد می‌داند که ماده اصلی تشکیل‌دهنده مغز، چربی است. حالا فرض کنید یک نخ وسط این مغز مخفی شده است.
تنها راه ما برای اینکه بفهمیم این نخ از کجا شروع شده و به کجا رسیده، این است که مغز را از جاهای مختلف برش دهیم و ببینیم نخی در آن برش هست یا نه.
در واقع این کاری است که ما محققان مغز در حال حاضر می‌کنیم. مگر اینکه روشی پیدا شود که چربی مغز نامرئی شود تا ما بتوانیم مثل یک گوی کریستالی به این مغز نگاه کنیم.
البته گفتنش آسان است ولی انجامش بسیار دشوار و تا چند روز پیش غیرممکن بود. چون در حقیقت این چربی‌ها مهمترین ماده نگه‌دارنده دیواره نورون‌ها هستند و با حل شدن چربی‌ها کل این مغز از هم می‌پاشد و دقیقا همین نکته کلیدی، چیزی است که دانشمندان دانشگاه استنفورد در این تحقیق به دست آورده‌اند.
این پژوهشگران توانسته‌اند هیدروژلی را به مغز یک موش تزریق کنند که داربستی درون مغز ایجاد می‌کند که همه پروتئین‌ها جز چربی به آن بچسبند. حالا وقتی چربی را از بافت مغز حذف می‌کنیم، محتویات همه سلول‌ها سر جای خود بافی است ولی چربی دیگر وجود ندارد که مانع دید ما شود.
به این ترتیب یک مغز شفاف ایجاد می‌شود. نکته مهمتر این است که این هیدروژل مثل یک حامل عمل می‌کند که می‌توان مواد مختلف را در آن حل کرد یا از آن جدا کرد. به همین دلیل می‌توان یک برچسب خاص رو به این هیدروژل اضافه کرد و به راحتی دید که سلول متناظر با این برچسب، در کجاها وجود دارد و از کجا به کجا می‌رود.
این روش که شفافیت (Clarity) نام دارد، انقلابی در شناخت ما از مغز و بیماریهای آن ایجاد می‌کند. حالا شما در یک بیماری خاص به کل شبکه‌ای که در ایجاد آن بیماری نقش داشته دسترسی دارید و نه فقط منطقه‌ای از مغز که حدس می‌زدید در ایجاد این بیماری نقش دارد.
به این معنی که اگر یک بیماری به جای عارضه بارز در یک نقطه خاص، ناشی از اختلال ارتباط بین مراکز مختلف باشد، ما با استفاده این شیوه جدید می‌توانیم این اختلال ارتباط را با استفاده از مقایسه مغز بیمار با مغز سالم تشخیص دهیم.
نکته مهمتر این است که این روش را می‌توان حتی بر نمونه‌های مغزی سالها بعد از مرگ بیمار اعمال کرد. بدین ترتیب بافت‌های مغزی که از بیمارهای مختلف در طول سالیان گذشته در آزمایشگاه‌های مختلف جهان جمع‌آوری و نگهداری شده‌اند از این به بعد می‌توانند اطلاعات جدیدی برای ما فراهم کنند که تاکنون امکان‌پذیر نبود.
