تحضير الشرائح

تُعدّ تقنية تحضير شرائح الدماغ ، أو ما يُعرف بشريحة الدماغ، أسلوبًا مخبريًا في علم وظائف الأعضاء الكهربائية، يسمح بدراسة الخلايا العصبية من مناطق دماغية مختلفة بمعزل عن باقي الدماغ، في ظروف خارج الجسم الحي. يُقطّع نسيج الدماغ مبدئيًا باستخدام جهاز تقطيع الأنسجة، ثم يُغمر في سائل دماغي شوكي اصطناعي (aCSF) لتحفيزه و/أو تسجيل نشاطه. ^{[ 1 ]} تتيح هذه التقنية تحكمًا تجريبيًا أكبر ، من خلال إزالة تأثيرات باقي الدماغ على الدائرة العصبية محل الدراسة، والتحكم الدقيق في الظروف الفيزيولوجية عبر ضخ المواد المدروسة من خلال سائل الحضانة ، وصولًا إلى التلاعب الدقيق بنشاط النواقل العصبية عبر ضخ المنبهات والمثبطات . مع ذلك، فإن زيادة التحكم تأتي مصحوبة بانخفاض في سهولة تطبيق النتائج على الجهاز العصبي بأكمله. ^{[ 2 ]}

تقنيات تحضير الشرائح

التقطيع اليدوي الحر هو أحد أساليب التحضير التي يستخدم فيها مُشغِّل ماهر شفرة حلاقة للتقطيع. تُبلل الشفرة بمحلول متساوي التوتر قبل التقطيع لتجنب تلطيخ الأنسجة أثناء القطع. لهذه الطريقة عدة عيوب، مثل محدودية حجم العينة وصعوبة متابعة عملية التقطيع. تُستخدم أجهزة الميكروتوم الحديثة ، مثل ميكروتومات كومبريستوم، لتحضير الشرائح نظرًا لمحدودية هذه الأجهزة. ^{[ 3 ]}

فوائد

عند دراسة نشاط الجهاز العصبي المركزي لدى الثدييات، يتميز تحضير الشرائح بمزايا وعيوب عديدة مقارنةً بالدراسة الحية. فتحضير الشرائح أسرع وأقل تكلفة من التحضير الحي ، ولا يتطلب تخديرًا بعد التضحية الأولية. كما أن إزالة نسيج الدماغ من الجسم تُزيل التأثيرات الميكانيكية لنبضات القلب والتنفس ، مما يسمح بتسجيل النشاط داخل الخلايا لفترة أطول . ويمكن ضبط الظروف الفيزيولوجية للعينة، مثل مستويات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون، أو درجة حموضة السائل خارج الخلوي، والحفاظ عليها بدقة. كما يتيح العمل على الشرائح تحت المجهر وضع قطب التسجيل بدقة، وهو أمر غير ممكن في النظام الحي المغلق. إزالة نسيج الدماغ تعني عدم وجود حاجز دموي دماغي ، مما يسمح بتدفق الأدوية أو النواقل العصبية أو مُعدِّلاتها أو الأيونات عبر النسيج العصبي. علاوة على ذلك، يمكن استخدام طريقة تحضير الشرائح كنموذج لإصابة الدماغ. ^{[ 4 ]} أخيرًا، في حين أن الدائرة المعزولة في شريحة دماغية تمثل نموذجًا مبسطًا للدائرة في مكانها ، إلا أنها تحافظ على الروابط الهيكلية التي تضيع في مزارع الخلايا أو الأنسجة المتجانسة .

القيود

يُعاني تحضير الشرائح من بعض العيوب. فمن الواضح أن الشريحة المعزولة تفتقر إلى وصلات الإدخال والإخراج المعتادة الموجودة في الدماغ الكامل. علاوة على ذلك، قد تُلحق عملية التقطيع نفسها الضرر بالأنسجة. ولتقليل المضاعفات في عملية التقطيع، يُمكن استخدام جهاز تقطيع أنسجة أكثر تطورًا، مثل جهاز Compresstome، وهو نوع من الميكروتوم الاهتزازي يُستخدم لزيادة كمية خلايا الأنسجة الحية. إضافةً إلى ذلك، قد يُؤدي تقطيع الدماغ إلى تلف الجزء العلوي والسفلي من الشريحة، ولكن علاوة على ذلك، قد يكون لعملية فصل الرأس واستخراج الدماغ قبل وضع الشريحة في المحلول آثار على الأنسجة لم تُفهم بعد. تُحدث عملية تحضير الشريحة نفسها تغييرًا سريعًا وقويًا في النمط الظاهري للخلايا الدبقية الصغيرة ، ويجب أخذ عواقب ذلك في الاعتبار عند تفسير النتائج. ^{[ 4 ]} أثناء التسجيل، "تشيخ" الأنسجة أيضًا، وتتحلل بمعدل أسرع من الحيوان السليم. أخيرًا، يعني التركيب الاصطناعي لمحلول الغمر أنه قد لا يكون موجودًا أو بتركيزات نسبية للمركبات الضرورية. ^{[ 5 ]}