الهندسة الخلوية

علم هندسة الخلايا (من اليونانية κύτος بمعنى "خلية" و ἀρχιτεκτονική بمعنى "هندسة")، والمعروف أيضًا باسم علم هندسة الخلايا ، هو دراسة التركيب الخلوي لأنسجة الجهاز العصبي المركزي تحت المجهر. يُعد علم هندسة الخلايا أحد أساليب تحليل الدماغ، وذلك عن طريق الحصول على مقاطع من الدماغ باستخدام الميكروتوم وتلوينها بمواد كيميائية تكشف عن مواقع الخلايا العصبية المختلفة .

تشكل دراسة تقسيم الألياف العصبية (وخاصة المحاور ) إلى طبقات موضوع علم النخاع العظمي (من اليونانية μυελός بمعنى "نخاع" و ἀρχιτεκτονική بمعنى "بنية")، وهو نهج مكمل لعلم البنية الخلوية. ^{[ 1 ]}

بدأ تعريف البنية الخلوية للدماغ مع ظهور علم الأنسجة ، وهو علم تقطيع وتلوين شرائح الدماغ لفحصها. ^{[ 2 ]} يُنسب الفضل في ذلك إلى الطبيب النفسي النمساوي تيودور ماينرت (1833-1892)، الذي لاحظ في عام 1867 اختلافات إقليمية في البنية النسيجية لأجزاء مختلفة من المادة الرمادية في نصفي الكرة المخية. ^{[ 3 ]}

كان بول فليشيج أول من قدم البنية الخلوية للدماغ البشري إلى 40 منطقة. ^{[ 4 ]} ثم قام ألفريد والتر كامبل بتقسيمها إلى 14 منطقة. ^{[ 5 ]}

حدد السير غرافتون إليوت سميث (1871-1937)، وهو من مواليد نيو ساوث ويلز ويعمل في القاهرة، خمسين منطقة. ^{[ 6 ]} درس كوربينيان برودمان أدمغة أنواع مختلفة من الثدييات، وطوّر تقسيمًا للقشرة المخية إلى 52 منطقة منفصلة (منها 44 في الإنسان، والثماني المتبقية في دماغ الرئيسيات غير البشرية). ^{[ 7 ] [ 8 ]} استخدم برودمان الأرقام لتصنيف المناطق المعمارية المختلفة، والتي تُعرف الآن باسم منطقة برودمان ، ^{[ 2 ]} وكان يعتقد أن لكل منطقة من هذه المناطق وظيفة فريدة. ^{[ 9 ]}

قدّم كونستانتين فون إيكونومو وجورج ن. كوسكينس ، وهما طبيبان متخصصان في علم الأعصاب في فيينا، عملاً رائداً في أبحاث الدماغ من خلال تحديد 107 منطقة قشرية بناءً على معايير معمارية خلوية. ^{[ 10 ] [ 11 ]} وقد استخدما الأحرف لتصنيف البنية، على سبيل المثال، "F" لمناطق الفص الجبهي .

تُستخدم تقنية تلوين نيسل (نسبةً إلى فرانز نيسل، عالم الأعصاب وعالم الأنسجة الذي ابتكرها) بشكل شائع لتحديد البنية الخلوية للهياكل التشريحية العصبية، باستخدام مواد شائعة مثل الثيونين ، والبنفسجي الكريزيلي ، والأحمر المتعادل . تُلوّن هذه الأصباغ " أجسام نيسل " ( الشبكة الإندوبلازمية الخشنة ) بكثافة، وهي وفيرة في الخلايا العصبية، وتكشف عن أنماط محددة من البنية الخلوية في الدماغ. أما تقنيات التلوين الشائعة الأخرى التي يستخدمها علماء الأنسجة في أنسجة أخرى (مثل تلوين الهيماتوكسيلين والإيوسين أو " تلوين H&E ")، فتجعل نسيج الدماغ يبدو متجانسًا إلى حد كبير، ولا تُظهر مستوى التنظيم الواضح في تلوين نيسل. يكشف تلوين نيسل عن تفاصيل تتراوح بين المجهرية، مثل النمط الطبقي لقشرة المخ أو الأنماط النووية المتشابكة للدماغ البيني وجذع الدماغ، والمجهرية، مثل الفروق بين الخلايا العصبية والخلايا الدبقية في أي منطقة فرعية من الجهاز العصبي المركزي. تتوفر العديد من التقنيات الأخرى في علم التشريح العصبي وعلم بنية الخلايا لتكملة بنية نيسل الخلوية، بما في ذلك الكيمياء المناعية النسيجية والتهجين الموضعي ، والتي تسمح بتحديد أي جين أو بروتين مُعبر عنه في أي مجموعة من الخلايا في الدماغ. ومع ذلك، تظل بنية نيسل الخلوية نقطة انطلاق أو مرجعًا موثوقًا وغير مكلف ومألوفًا لعلماء الأعصاب الراغبين في فحص أو توصيل نتائجهم في إطار تشريحي معترف به على نطاق واسع و/أو بالرجوع إلى أطالس التشريح العصبي التي تستخدم التقنية نفسها.

• أوتفريد فورستر