چاقی به کدام اعصاب بدن آسیب میرساند؟
دانشمندان با استفاده از سیستم پیشرفته هوش مصنوعی موفق شدهاند تغییرات ناشی از بیماریها را با دقتی بیسابقه بررسی کنند. این فناوری جدید نه فقط التهاب گسترده ناشی از چاقی را آشکار کرد، بلکه به کشفی غیرمنتظره در تاثیر چاقی بر اعصاب بدن نیز منجر شد.
این یافتهها میتوانند درک دانشمندان از تاثیرات واقعی چاقی بر بدن را متحول کرده و در آینده به توسعه درمانهای موثرتر برای بیماریهای مرتبط با اضافه وزن کمک کند.
چاقی؛ فراتر از مشکل وزنی
امروزه پزشکان میدانند که چاقی فقط به تجمع چربی در بدن محدود نمیشود. این وضعیت میتواند عملکرد اندامها را مختل کند، سیستم ایمنی را تغییر دهد، به اعصاب آسیب برساند و خطر ابتلا به بیماریهای مختلفی ازجمله دیابت نوع ۲، بیماریهای قلبی، سکته مغزی، سرطان و اختلالات عصبی را افزایش دهد. با وجود این آگاهی، تاکنون بیشتر روشهای تحقیقاتی فقط امکان بررسی یک اندام یا بخش کوچکی از بافت بدن را فراهم میکردند و به همین دلیل تصویر کاملی از تاثیرات چاقی در دسترس نبود.
هوش مصنوعی وارد میدان میشود
پژوهشگران برای حل این مشکل، سامانهای مبتنی بر هوش مصنوعی به نام «موسمپر» (MouseMapper) توسعه دادند. این پلتفرم از فناوری یادگیری عمیق برای تحلیل حجم عظیمی از تصاویر زیستی استفاده میکند و قادر است اندامها، بافتها، اعصاب و سلولهای ایمنی را در سراسر بدن یک موش بهطور خودکار شناسایی کند.
به گفته محققان، «موسمپر» میتواند ۳۱ نوع اندام و بافت مختلف را تشخیص داده و میلیونها ساختار میکروسکوپی را در سراسر بدن نقشهبرداری کند.
چگونه بدن موشها شفاف شد؟
دانشمندان برای تهیه این نقشههای دقیق، ابتدا از نشانگرهای فلورسنت استفاده کردند که زیر میکروسکوپهای خاص میدرخشند. این نشانگرها به سلولهای عصبی و ایمنی متصل شدند، سپس با استفاده از فناوری «شفافسازی بافت»، بدن موشها تقریبا شفاف شد، بدون آنکه ساختارهای داخلی آسیب ببینند. این روش به پژوهشگران اجازه داد بدون برش دادن بافتها، عمق بدن را مشاهده کنند.
در مرحله بعد، فناوری «میکروسکوپ ورقه نوری» برای تهیه تصاویر سهبعدی بسیار دقیق از بدن موشها به کار گرفته شد. این تصاویر شامل اطلاعات مربوط به دهها میلیون سلول و ساختار مختلف بودند.
کشف غیرمنتظره در اعصاب صورت
پژوهشگران برای بررسی تاثیر چاقی، گروهی از موشها را با رژیم غذایی پرچرب تغذیه کردند تا دچار افزایش وزن و مشکلات متابولیکی مشابه انسانهای مبتلا به چاقی شوند. پس از اسکن کامل بدن این حیوانات، تغییرات گستردهای در بخشهای مختلف بدن مشاهده شد اما یکی از شگفتانگیزترین یافتهها مربوط به «عصب سهقلو» بود. این عصب، یکی از مهمترین اعصاب صورت است و در انتقال حس از نواحی مختلف صورت و همچنین برخی عملکردهای حرکتی نقش دارد.
در موشهای چاق، این عصب، آسیب قابلتوجهی ازجمله کاهش تعداد شاخههای عصبی و انتهای رشتههای عصبی نشان داد. این یافته نشان میدهد که چاقی ممکن است عملکرد طبیعی اعصاب صورت را مختل کند.
کاهش حس لامسه در موشهای چاق
پژوهشگران برای اطمینان از این موضوع، آزمایشهای رفتاری انجام دادند. نتایج نشان داد، موشهای چاق نسبت به موشهای سالم حساسیت کمتری به لمس و تحریکات حسی دارند. این موضوع از فرضیه آسیب عصبی ناشی از چاقی حمایت میکند و نشان میدهد که تغییرات مشاهده شده فقط محدود به تصاویر میکروسکوپی نیستند و بر عملکرد واقعی اعصاب نیز تاثیر میگذارند.
شباهت یافتهها در انسان
دانشمندان سپس «گانگلیون سهقلو»، بخشی که اجسام سلولی اعصاب حسی صورت در آن قرار دارند را بررسی کردند. با استفاده از فناوری پیشرفته «پروتئومیکس فضایی»، آنها تغییرات مولکولی مرتبط با التهاب و بازسازی عصبی را شناسایی کردند. نکته مهم این بود که هنگام بررسی نمونههای انسانی افراد مبتلا به چاقی، بسیاری از همین الگوهای مولکولی مشاهده شد. این موضوع احتمال میدهد آسیبهای مشابهی در انسانها نیز رخ دهد.
چرا این کشف اهمیت دارد؟
پژوهشگران معتقدند، این ارتباط میان چاقی، التهاب و آسیب اعصاب احتمالا هرگز با روشهای سنتی کشف نمیشد زیرا تحقیقات گذشته معمولا تنها روی یک عضو خاص تمرکز داشتند اما «موسمپر» توانست بدن را بهعنوان سیستم یکپارچه بررسی کند و ارتباطهای پنهان میان بخشهای مختلف آن را آشکار سازد.
آنان اظهار کردند: «موسمپر» میتواند به ابزاری ارزشمند برای مطالعه بسیاری از بیماریهایی تبدیل شود که همزمان چندین اندام را تحت تاثیر قرار میدهند. این بیماریها ممکن است شامل دیابت، سرطان، بیماریهای خودایمنی و اختلالات مغزی باشند. دانشمندان همچنین مجموعه دادههای تصویربرداری کل بدن را به صورت آنلاین در دسترس عموم قرار دادهاند تا محققان در سراسر جهان بتوانند اطلاعات را بررسی کرده و تغییرات مرتبط با چاقی را در بافتها و اندامهای مختلف مطالعه کنند.
آینده پزشکی با “دوقلوهای دیجیتال”
علی ارتورک، رهبر این پروژه میگوید: هدف بلندمدت گروه پژوهشی ایجاد «دوقلوهای دیجیتال» از بدن موجودات زنده است، مدلهای بسیار دقیقی که دانشمندان بتوانند روی رایانه آنها را مطالعه کنند. چنین مدلهایی میتوانند به شناسایی زودهنگام بیماریها، آزمایش درمانهای جدید و حتی کاهش نیاز به آزمایشهای حیوانی کمک کنند.
جمعبندی
نتایج این پژوهش شواهد جدیدی ارائه کرد که نشان میدهد، چاقی فقط موجب افزایش وزن نمیشود، بلکه میتواند در سطح سلولی ساختار بدن را تغییر دهد و حتی به اعصابی آسیب برساند که پیشتر تصور نمیشد در برابر چاقی آسیبپذیر باشند. این یافتهها ممکن است توضیحی برای برخی علائم مشاهده شده در افراد مبتلا به چاقی، مانند بیحسی، کاهش حس لامسه و برخی انواع دردهای عصبی باشد.
بر اساس گزارش نوریج، بخش عمده این پژوهش روی موشها انجام شده و برای تایید کامل نتایج در انسانها به مطالعات بیشتری نیاز است. با این حال، این پژوهش نمونهای روشن از قدرت روزافزون هوش مصنوعی در پزشکی مدرن است؛ فناوریای که امروز امکان مشاهده و درک بیماریها را به شیوهای فراهم کرده که فقط چند سال پیش غیرقابل تصور بود.
نتایج این پژوهش پژوهشگران «هلمهولتس مونیخ» (Helmholtz Munich)، دانشگاه «لودویگ ماکسیمیلیان» (Ludwig Maximilians) و چند مرکز تحقیقاتی دیگر در نشریه «نیچر» (Nature) منتشر شده است.