รอยกระแทกเล็กๆ บนศีรษะอาจดูไม่เลวร้ายนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเทียบกับการบาดเจ็บที่ร้ายแรงกว่าซึ่งอาจเป็นผลจากอุบัติเหตุรถชน แต่การบาดเจ็บจากการกระแทกที่แตกต่างกันส่งผลต่อเซลล์สมองอย่างไร? มีแรงหรือแรงกระตุ้นที่กำหนดให้ศีรษะสามารถคงอยู่ได้โดยไม่บาดเจ็บถาวรหรือไม่? นักวิจัยสองคนในภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์และกลศาสตร์ ของเวอร์จิเนียเทค Pamela VandeVord และ Scott Verbridge ได้รับ ทุน มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติเพื่อถามคำถามเช่นนี้และเพื่อพัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับปฏิกิริยาของสมองต่อการบาดเจ็บ
สมองประกอบด้วยเซลล์หลายแสนล้านเซลล์ เซลล์ประสาท
มักถูกมองว่าเป็นตัวประมวลผลข้อมูลที่สำคัญของสมอง ดังนั้นจึงเป็นเซลล์ประเภทที่สำคัญที่สุด อย่างไรก็ตาม เซลล์สมองที่เรียกว่าแอสโทรไซต์ก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน รักษาสมดุลของสมองด้วยการช่วยควบคุมสารเมแทบอไลต์ การอักเสบ และการเสื่อมของระบบประสาทเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมที่ดีในสมอง หากไม่มีการสนับสนุนจากแอสโตรไซต์ เซลล์ประสาทจะทำงานไม่ถูกต้อง ในความเป็นจริง แอสโทรไซต์ถูกคิดว่ามีจำนวนมากในสมองพอๆ กับเซลล์ประสาท เนื่องจากมีบทบาทสำคัญในการสนับสนุนสมอง ความสนใจในการศึกษาโหราศาสตร์จึงเพิ่มมากขึ้น นักวิจัยของเวอร์จิเนียเทคมีประวัติอันยาวนานในการวิจัยที่สำคัญเกี่ยวกับชีววิทยาของแอสโทรไซต์และเซลล์เกลียในวงกว้าง ในงานวิจัยชิ้นใหม่นี้ VandeVord และ Verbridge จะมุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติเชิงกลของเซลล์เหล่านี้ที่มีการศึกษาน้อย โดยใช้ประโยชน์จากจุดแข็งที่ได้รับการยอมรับอย่างดีของแผนกในด้านชีวกลศาสตร์การบาดเจ็บและการวิจัยมะเร็งระยะลุกลาม VandeVordและVerbridgeจะตรวจสอบผลกระทบของเซลล์หลังจากการบาดเจ็บของสมองผ่านเลนส์เชิงกลที่ไม่เหมือนใคร แทนที่จะใช้โมเดล 2 มิติแบบแบน พวกเขาจะใช้เจล 3 มิติเพื่อแสดงสภาพแวดล้อมของเซลล์ที่เหมือนสมองได้ดียิ่งขึ้น โมเดล 3 มิติที่เป็นนวัตกรรมใหม่เหล่านี้จะช่วยให้นักวิจัยมีความเข้าใจที่แม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับวิธีที่เซลล์ตอบสนองต่อการบาดเจ็บทางร่างกาย เช่น การถูกกระแทกอย่างรุนแรงจากรถชนหรือการระเบิดVerbridge ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของ
Laboratory of Integrative กล่าวว่า
“แบบจำลองที่ออกแบบทางเนื้อเยื่อสามารถพัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ในสมองได้โดยการขจัดลักษณะที่รบกวนหลายอย่างที่มีอยู่ในแบบจำลองสัตว์ และช่วยให้เราสามารถมุ่งเน้นไปที่ชนิดหรือปฏิสัมพันธ์ของเซลล์ที่เฉพาะเจาะจง” นิเวศวิทยาเนื้องอก . “ถึงกระนั้น เมทริกซ์ของสมองก็มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว นี่เป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเราในด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมือนจริงนอกกะโหลกศีรษะเพื่อทำความเข้าใจเซลล์ของสมองภายในกะโหลกศีรษะ”
งานวิจัยนี้เป็นจุดตัดของวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาศาสตร์สุขภาพ Mechanobiology เป็นสาขาสหวิทยาการที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งมุ่งเน้นว่าแรงทางกายภาพและการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงกลทั้งของเซลล์และเนื้อเยื่อมีส่วนทำให้เกิดการพัฒนา สรีรวิทยา และโรคอย่างไร
งานวิจัยด้านชีวกลศาสตร์ส่วนใหญ่เกี่ยวกับการพัฒนาและการทำงานของสมองมุ่งเน้นไปที่วิธีการถ่ายทอดทางกลไก ซึ่งเป็นกระบวนการที่เซลล์รับรู้และตอบสนองต่อสิ่งเร้าเชิงกลโดยการแปลงพวกมันเป็นสัญญาณทางชีวเคมีที่กระตุ้นการตอบสนองเฉพาะของเซลล์ ไกล่เกลี่ยการส่งสัญญาณและความเป็นพลาสติกของเซลล์ประสาท ความเป็นพลาสติกของเซลล์ประสาททำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในวงจรประสาทของสมอง ซึ่งสามารถแก้ไขโครงสร้างและการทำงานของสมองได้ เซลล์ประสาทที่ใช้งานบ่อยจะพัฒนาการเชื่อมต่อที่แข็งแรงขึ้น ในขณะที่เซลล์ประสาทที่ไม่ค่อยได้ใช้หรือไม่เคยใช้อาจตายได้
ตัวอย่างเช่น เมื่อมีคนเอาหัวชนกัน แรงและความเครียดจำนวนหนึ่งจะถูกส่งไปยังสมอง มีคำถามมากมายว่าเซลล์รับรู้ถึงแรงทางกลเหล่านั้นได้อย่างไร และตัดสินใจตอบสนองอย่างไร VandeVord ผู้วิจัยกลไกที่ซับซ้อนของการบาดเจ็บต่อสมอง และเคยได้รับทุนฝึกอบรมระดับปริญญาตรีที่เน้นเรื่องชีวกลศาสตร์มาก่อน กล่าว
“สันนิษฐานว่าเซลล์เหล่านี้สามารถทนต่อการบาดเจ็บได้ในระดับหนึ่ง” VandeVord รองคณบดีฝ่ายวิจัยและบัณฑิตศึกษาของวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์และผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของTraumatic Nerve Technologies Laboratoryกล่าว “เราอยากรู้ว่าจุดใดที่เซลล์เหล่านี้ตอบสนองในทางลบต่อความเครียดและแรงกด และตัดสินใจที่จะกลายเป็นความผิดปกติ เปลี่ยนแปลงไปในทางที่ถาวรมากขึ้น และทำให้สุขภาพของสมองเสื่อมโทรมลง” นักวิจัยจะกระตุ้นให้เกิดความเครียดในระดับต่างๆ เพื่อค้นหาเกณฑ์ของการบาดเจ็บที่เกินกว่าความเครียดและแรงที่มีผลเสียอย่างถาวรต่อเซลล์ของสมอง
“คนสองคนสามารถได้รับบาดเจ็บแบบเดียวกันและอาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง” เวอร์บริดจ์ ผู้ซึ่งเคยได้รับรางวัลNational Science Foundation CAREERสำหรับการวิจัยมะเร็งสมอง กล่าว “ฉันมาที่งานวิจัยนี้จากความปรารถนาในวงกว้างที่จะเข้าใจสเปกตรัมของวิธีที่แอสโทรไซต์เหล่านี้สามารถนำไปสู่โรคต่างๆ มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติเปิดโอกาสให้เราสำรวจวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่สำคัญมากขึ้น แต่ในพื้นที่ที่จะมีความหมายกว้างและความหมายด้านสุขภาพ”
ผลการวิจัยนี้สามารถช่วยอธิบายกระบวนการของสมองหลังการบาดเจ็บ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางพยาธิวิทยาตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นจากโรคหรือการบาดเจ็บ VandeVord กล่าว ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบของการบาดเจ็บต่อการทำงานของสมองและสุขภาพอาจมีนัยสำคัญในการออกแบบวิธีการรักษาแบบใหม่เพื่อรักษาอาการบาดเจ็บที่สมอง
credit :pastorsermontv.com cervantesdospuntocero.com discountgenericcialis.com howcancerchangedmylife.com parkerhousewallace.com happyveteransdayquotespoems.com casaruralcanserta.com lesznoczujebluesa.com kerrjoycetextiles.com forestryservicerecord.com
