بررسی آسیب سلول عصبی در پاسخ به نیروی کششی

Abstract

<span lang="FA">با توجه به اهمیت مغز و سلول‌های عصبی و بیماری‌ها و آسیب‌های مربوط به این سلول‌ها، تحقیقات بسیار گسترده‌ای در این حوزه انجام می‌شود؛ اما به‌دلیل تخصصی بودن رفتار این سلول‌ها، هر تحقیقی تنها یک جنبه</span><span lang="FA">(الکتروفیزیولوژیکی، شیمیایی و مکانیکی) از این سلول را بررسی کرده ‌است. تحقیقی که بتواند تأثیر این عوامل را بر هم و به‌طور جامع بر رفتار سلول عصبی نشان دهد، انجام نشده است. از آنجا که ارتباط روابط مکانیکی و الکتریکی سلول عصبی، نقش تعیین کننده‌ای در بسیاری از بیماری‌ها، آسیب‌ها</span><span lang="FA">(مانند</span><span lang="FA">ضربات ‌مغزی) و درمان‌ها (مانند تحریک با امواج فراصوت) دارد؛ از این‌رو نیاز به مدل‌سازی اثر نیروی مکانیکی بر عملکرد الکتروفیزولوژیک سلول عصبی حس می‌شود. این تحقیق، یکی از اولین گام‌ها برای دست‌یابی به این هدف است که با در‌نظر گرفتن ویژگی حساسیت مکانیکی کانال‌های یونی، تأثیر نیروی مکانیکی را بر موج پتانسیل عمل به‌دست آوریم. در این مدل، خواص مکانیکی و الکتروفیزیولوژی نورون و بر‌هم‌کنش آنها بر یکدیگر در‌نظر‌گرفته شده است. مدل جامعی بر‌اساس میراگر کسری، برای مدل‌سازی مکانیکی و معادلات هاجکین هاکسلی، برای مدل الکتروفیزیولوژی سلول ارائه شده است. از آزمایشات موجود نیز برای ارتباط این دو مدل استفاده شده است؛</span><span lang="FA">در واقع با اعمال تنش، رفتار الکتروفیزیولوژیکی سلول</span><span lang="FA">(پتانسیل غشا و جریان کانال</span><strong><span dir="LTR">­</span></strong><span lang="FA">های یونی) را بررسی می‌کنیم. کرنش به‌دست‌آمده از مدل میراگر کسری، بر فعال‌سازی و غیر‌فعال‌سازی کانال‌های یونی و در‌نتیجه معادلات هاجکین هاگسلی اثر می‌گذارد. نتایج، نقص عملکردی سلول عصبی را در زمان آسیب نشان می</span><strong><span dir="LTR">‌</span></strong><span lang="FA">دهد، که باعث کاهش اندازة موج پتانسیل عمل می‌شود. این کاهش می‌تواند بسته به میزان آسیب</span><span lang="FA">(کرنش پلاستیک) سلول، بازگشت‌پذیر یا بازگشت‌ناپذیر باشد.</span>