قام مجموعة من علماء الأحياء بمساعدة فريق دولي من الباحثين بتتبع نشاط دماغ النحل وجعله يتوهج عند العمل بعد تعديل الشفرة الجينية وجعل خلايا الدماغ تنتج بروتينا مضيئا.

الحمض النووي للبشر والحشرات

تعتبر الحشرات كائنات نموذجية مهمة للبحث وتمتلك الحشرات أكثر من 60 بالمئة من الحمض النووي المطابق للحمض النووي البشري، ولعدة عقود، كانت ذبابة الفاكهة هي التي يمكن استخدام شفرتها الجينية لدراسة العمليات البيولوجية.

دراسة سلوكيات النحل

وفي هذه الدراسة قام العلماء بدراسة حشرات أخرى، كالنحل، بحيث يُظهر النحل سلوكا اجتماعيا معقدا، فهي تؤدي سلوكيات متطورة أثناء استخدام قدرات التوجيه والتواصل والتعلم والذاكرة، مما يجعلها موضوعات مثيرة للاهتمام للبحث في وظيفة الدماغ والمعالجة العصبية. 

وقام فريق الباحثين من جامعات دوسلدورف وفرانكفورت بعمل نشر في مجلة "PLOS Biology"، بحيث قاموا بتطوير طريقة لتمكين المراقبة المباشرة لأدمغة النحل.

وأوضح فريق الباحثين أنه، تم دمج مستشعر الكالسيوم في الخلايا العصبية، لما يلعبه من دور مهم في نشاط الخلايا العصبية.

تعديل الشفرة الجينية لدماغ النحل

وشرح الدكتور ألبريشت هاس، أستاذ الفيزياء العصبية في جامعة ترينتو: "قمنا بتعديل الشفرة الجينية لنحل العسل لجعل خلايا الدماغ تنتج بروتينا مضيئا، وهو نوع من أجهزة الاستشعار التي تسمح لنا بمراقبة المناطق التي يتم تنشيطها استجابة للمنبهات البيئية وتختلف شدة الضوء المنبعث وفقا للنشاط العصبي".

وجعل فريق الباحثين، النحل يولد إشارات ضوئية عندما تكون الخلايا العصبية في الدماغ نشطة.

تعديل الحمض النووي لملكات النحل

اضطر فريق الباحثين للعمل مع الحمض النووي لملكات النحل على عكس ذباب الفاكهة، وليس من السهل الاحتفاظ بملكة النحل في المختبر، بحيث بعد التعديل الجيني، نقلت الملكات هذه الجينات المعدلة إلى النحل العامل.

وتم استخدام هذه المجموعة في النهاية لدراسة حاسة شم النحل، وكيف يتم "ترميز" إدراك الرائحة في الخلايا العصبية.

نتائج الدراسة

وذكر فريق الباحثين أنهم قاموا بتحفيز النحل برائحة مختلفة، ولوحظت باستخدام مجهر عالي الدقة لمعرفة خلايا الدماغ التي تم تنشيطها بواسطة هذه الروائح، وكيفية توزيع هذه المعلومات في الدماغ. 

وستقرب هذه الدراسة العلماء من حل إحدى أهم مهام العلم الحديث، وإنشاء نموذج شامل لعمل الدماغ والتفكير.