جوائز نوبل
الاستثمار في إنجازات جائزة نوبل – الخلايا العصبية وهندسة الدماغ
أضف Securities.io إلى مصادرك المفضلة على Google
تاريخ جائزة نوبل
جائزة نوبل هي أرفع جائزة في العالم العلمي. تم إنشاؤها وفقًا وصية السيد ألفريد نوبل لمنح جائزة “للذين، خلال العام السابق، قدموا أعظم فائدة للبشرية” في الفيزياء والكيمياء وعلم وظائف الأعضاء أو الطب، الأدب، والسلام. تم إنشاء جائزة سادسة لاحقًا للعلوم الاقتصادية من قبل البنك المركزي السويدي.
يتقرر منح الجائزة من قبل عدة مؤسسات أكاديمية سويدية.
مخاوف الإرث
جاء قرار إنشاء جائزة نوبل إلى ألفريد نوبل بعد أن قرأ إشعار وفاته الخاص، نتيجة خطأ من صحيفة فرنسية أساءت فهم خبر وفاة شقيقه. بعنوان “تاجر الموت مات”، انتقد المقال الفرنسي نوبل لاختراعه للمتفجرات غير الدخانية، والتي كان الديناميت هو الأكثر شهرة بينها.
كانت اختراعاته ذات تأثير كبير في تشكيل الحروب الحديثة، واشترى نوبل مصنعًا ضخمًا للحديد والصلب ليحولها إلى مصنع أسلحة رئيسي. وبما أنه كان في البداية كيميائيًا ومهندسًا ومخترعًا، أدرك نوبل أنه لا يرغب في أن يُذكر إرثه كرجل جمع ثروة على حساب الحرب وموت الآخرين.
جائزة نوبل
في الوقت الحالي، تُخزن ثروة نوبل في صندوق يُستثمر لتوليد الدخل لتمويل مؤسسة نوبل والميدالية الذهبية الخضراء المطلية بالذهب، والشهادة، والجائزة المالية التي تبلغ 11 مليون كرونة سويدية (حوالي مليون دولار) التي تُمنح للفائزين.
المصدر: Britannica
غالبًا ما تُقسم أموال جائزة نوبل بين عدة فائزين، خاصة في المجالات العلمية حيث من الشائع أن يساهم شخصان أو ثلاثة رائدون معًا أو بشكل متوازي في اكتشاف رائد.
على مر السنين، أصبحت جائزة نوبل الجائزة العلمية الأساسية، ساعية إلى تحقيق توازن بين الاكتشافات النظرية والعملية للغاية. لقد كافأت إنجازات أسست أسس العالم الحديث، مثل النشاط الإشعاعي، المضادات الحيوية، الأشعة السينية، أو تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR)، بالإضافة إلى العلوم الأساسية مثل مصدر طاقة الشمس، شحنة الإلكترون، التركيب الذري، أو السائل الفائق.
فهم أدمغتنا
طبيعة العقل البشري وذكاء الحيوانات كانت مواضيع نقاش فلسفي لآلاف السنين. لفترة طويلة، كان الأمر يعتمد في الغالب على الآراء والمفاهيم المسبقة التي تحدد أي وجهة نظر ستصبح سائدة.
تغير ذلك مع ظهور علم الأعصاب الحديث. مع اكتشاف الخلايا العصبية وقدرتها على نقل الإشارات الكهربائية، أصبحت فكرة دراسة الخلايا العصبية الفردية لتفسير الآليات العقلية المعقدة واقعية.
تم دمج ذلك مع دراسات الحيوانات وعلم النفس التجريبي لتوفير أولى الفهم الحقيقي لكيفية عمل أدمغتنا.
اكتشاف “نقل الإشارة في الجهاز العصبي” حصل على جائزة نوبل للطب في عام 2000. علم الأعصاب هو مجال حاز على هذه الجائزة المرموقة، وكذلك جائزة نوبل للطب في عام 2021 “لاكتشافاتهم لمستقبلات الحرارة واللمس”.
ومع ذلك، كان الاكتشاف الأكثر إثارة للإعجاب هو الذي حصل على جائزة نوبل للطب عام 2014 “لاكتشافاتهم للخلايا التي تشكل نظام تحديد المواقع في الدماغ”. في جوهره، تم اكتشاف أن تمثيل دماغنا العقلي للبيئة موجود فعليًا في خريطة عصبية مماثلة في جزء محدد من الدماغ.
نُسب نصف هذه الجائزة إلى جون أوكيف، وربعها إلى كل من ماي-بريت موزر وزوجها، إدفارد آي. موزر.
المصدر: Nobel Prize
إنشاء إحساس بالمكان
كانت الفكرة الأولى بأن الدماغ قادر على إنشاء ارتباط بين الأماكن والأحداث عبر التفكير شبه الواعي قد تصورها عالم النفس التجريبي إدوارد تولمان.
من خلال ملاحظة الحيوانات، افترض تولمان في عام 1948 أن الحيوانات تربط الأماكن بالأحداث ذهنيًا، مما يخلق خريطة ذهنية تسمح لها بالتنقل في المكان وربط المواقع غير المرتبطة ذهنيًا.
تبين أن هذه الفكرة صحيحة، لكنها تتطلب تقنيات أكثر تقدمًا لبدء دراسة نشاط الدماغ نفسه لإثباتها.
كان لجون أوكيف تدريب في علم النفس الفسيولوجي، وهو مجال يهتم بتأثير البنية البيولوجية على الظواهر العقلية. في أواخر الستينات، بدأ يدرس نشاط الخلايا العصبية في أدمغة الفئران فيما يتعلق بحركتها وموقعها، باستخدام أسلاك دقيقة مزروعة.
المصدر: Research Gate
بفضل هذه الطريقة المتقدمة للقياس، يمكن دراسة نشاط الدماغ عندما يتحرك الحيوان بحرية، مكررةً نمط سلوك طبيعي.
كان هذا هو ما جعل أبحاث جون أوكيف فريدة، حيث كان الباحثون السابقون الذين سجلوا نشاط الحُصين قد قيدوا تحقيقاتهم على مهام سلوكية محدودة أو بروتوكولات استجابة منبه-مستجيب صارمة.
وبهذا، اكتشف فئة من الخلايا العصبية تُسمى “خلايا المكان”، الموجودة في حُصين الفأر، وهو موقع معروف بكونه المكان الفعلي للعديد من الآليات العقلية المتعلقة بالذاكرة.
المصدر: Nobel Prize
الحُصين وخلايا المكان
يعرف الحُصين منذ خمسينيات القرن الماضي بأنه مركز وظائف الذاكرة في الدماغ. على سبيل المثال، فقدان كلا الحُصينين لدى المرضى البشريين يسبب عجزًا شديدًا في الذاكرة.
شمل ذلك فقدان القدرة على تشفير ذكريات جديدة مع القدرة على استرجاع الذكريات القديمة. ومع ذلك، هناك أدلة أكثر إثارة للفضول، مثل سائقين سيارات الأجرة في لندن الذين يخضعون لتدريب مكثف لتعلم كيفية التنقل في آلاف الشوارع، حيث ينمو حجم الحُصين لديهم بشكل ملحوظ مقارنةً بالأشخاص العاديين خلال تدريبهم.
وجد أوكيف أن خلايا المكان تنشط عندما يكون الحيوان في موقع معين. من خلال اختبارات منهجية، أثبت أيضًا أن ذلك ليس استجابة لمؤثرات محددة، مثلًا أن يكون المكان لونًا معينًا أو يحتوي على طعام. بل إن خلايا المكان تنشط عندما يكون الحيوان في تلك النقطة وتتوقف عندما يغادرها.
لم تكن كل خلية مكان متخصصة في موقع محدد؛ بل إن كل موقع وبيئة يفعّلان مجموعة محددة من خلايا المكان، مشابهة لنظام إحداثيات معقد.
اكتشافات إضافية حول خلايا المكان
بتعمق أكبر، اكتشف أوكيف أن نشاط خلايا المكان يعيد ترتيب نفسه عندما يتعرض الفأر لبيئة جديدة. ومتى ما تم اكتساب النمط، يبقى ثابتًا. يوفر هذا أساسًا قويًا لنظرية أن خلايا المكان تشكل أساسًا خلويًا للذاكرة.
أثارت فكرة “الخرائط الخلوية” جدلاً كبيرًا قبل أن تُقبل على نطاق أوسع. ثم فتحت الطريق لمزيد من الاستكشافات حول الأساس الفسيولوجي للذاكرة. هذه المرة، فكرة العثور على أنواع جديدة من الخلايا والاهتمام الدقيق بموقعها الدقيق وفرت القطعة المفقودة من أحجية كيفية عمل الذاكرة المكانية.
شبكة دماغية لتخطيط العالم
تركّز اكتشاف خلايا المكان أبحاث الذاكرة المكانية على الحُصين. ومع ذلك، يأتي معظم محفزات الحُصين من بنية على الحافة الظهرية لدماغ الفأر تُسمى القشرة المتشابكة. لذا، أصبحت هذه المنطقة محور البحث لكل من ماي-بريت وإدفارد موزر.
المصدر: Bright Focus
أظهرت بعض الأبحاث السابقة أن القشرة المتشابكة تحتوي على خلايا ذات خصائص مشابهة لخلايا المكان في الحُصين. ومع ذلك، كان الموزر هم الذين اكتشفوا نوعًا جديدًا تمامًا من الخلايا، يُسمى خلايا الشبكة، في هذه المنطقة من الدماغ.
نمط الخلايا الشبكية السداسي
تقع خلايا الشبكة في عقد محددة تتجمع جميعها في نمط سداسي منتظم للغاية. لم يُلاحظ مثل هذا النمط الشبكي في الدماغ من قبل. كما أصبح واضحًا بسرعة أن ظهورها ليس مجرد صدفة بل عملية منظمة بدقة بواسطة نشاط شبكة معقدة.
المصدر: Nobel Prize
والأكثر إثارة للاهتمام، وجدت أن خلايا الشبكة مدمجة في شبكة مكوّنة من خلايا اتجاه الرأس وخلايا الحدود، وخلايا تجمع بين وظيفتي الرأس والحدود في آن واحد.
معروفة أن خلايا الرأس تعمل كبوصلة وتنشط فقط عندما يتجه رأس الحيوان نحو اتجاه معين. في حين تنشط خلايا الحدود عندما يصطدم الفأر بجدار أو عقبة.
اكتشف زوجا موزر أيضًا أن خلايا الشبكة والرأس والحدود جميعها تُرسل اتصالات عصبية نحو خلايا المكان في الحُصين.
معًا، أثبتت أبحاث إضافية قام بها زوجا موزر وأوكيف أن “نظام إحداثيات” خلايا المكان يُفعَّل وينظم بواسطة خلايا الشبكة وخلايا الحدود، في نظام معقد من طبقتين يربط الخلايا العصبية بالبيئة الفيزيائية الفعلية.
المصدر: Nobel Prize
آلية محفوظة عبر جميع الثدييات
على الرغم من أن الأبحاث أجريت في الغالب على الفئران (لأسباب عملية وتكلفة وأخلاقية)، فمن المحتمل أن تكون الأبحاث على خلايا المكان والشبكة صالحة أيضًا للثدييات الأخرى، بما في ذلك البشر.
تم العثور على خلايا شبيهة بالمكان في البشر عام 2003، وخلايا شبيهة بالشبكة عام 2010، مما يوفر مؤشرات إضافية على أن هذا النظام قد تم حفظه عبر التطور. وهذا ليس مفاجئًا حقًا، حيث إن بنية الحُصين-القشرة المتشابكة محفوظة جيدًا عبر جميع الثدييات. حتى بين الفقاريات غير الثديية، يمكن العثور على هياكل شبيهة بالحُصين، مما يشير إلى أن هذه الآلية قديمة جدًا ومحفوظة عبر أنواع مختلفة جدًا.
يتم أيضًا “إعادة تشغيل” ذاكرة الموقع المشفرة في خلايا المكان أثناء النوم، مما يؤدي على الأرجح إلى تثبيت النمط والحفاظ اللاحق للذاكرة على المدى الطويل.
بشكل عام، توفر هذه الاكتشافات أساسًا قويًا لشرح ذاكرة الموقع على مستوى الخلايا العصبية ونشاط الدماغ.
التطبيقات
فك تعقيد الدماغ
يتعلق هذا البحث بالوظائف الأساسية للدماغ. ومع ذلك، لديه العديد من التطبيقات المحتملة، مثل معظم جوائز نوبل الأخرى التي تركز على علم الأعصاب. ذلك لأن الدماغ عضو صعب العلاج بشكل ملحوظ. فهو محاط بحاجز الدم-الدماغ، مما يمنع العديد من العلاجات الكيميائية أو التقنية الحيوية من أن تكون فعّالة. كما أنه عضو معقد للغاية. دراسة الدماغ قد تكون صعبة، حيث إن معظم النشاط عابر وكهربائي، مع إشارات كيميائية محدودة إلى واجهة المشبك العصبي للخلايا العصبية.
يشتبه بعض العلماء، مثل الحائز على جائزة نوبل بنروز (لأبحاث غير ذات صلة حول تكوين الثقوب السوداء)، أن الوعي قد ينشأ من الظواهر الكمومية. فكرة الآن تم تأكيدها باكتشاف تأثيرات كمومية من الميكروأنابيب في الخلايا العصبية.
لذا، بشكل عام، من المرجح أن تتطلب العلاجات المستهدفة للدماغ فهماً عميقًا لكيفية إنشاء الذاكرة والوعي والإدراكات ومعالجتها بواسطة الدماغ.
الاحتياجات السريرية
فقدان الذاكرة هو أحد أولى وأكثر الأعراض إشكالية في العديد من الأمراض التنكسية العصبية، مثل الخرف المرتبط بالعمر ومرض الزهايمر. أثبت أوكيف وفريقه أنه في نماذج حيوانية للزهايمر، يرتبط تدهور خلايا المكان بتدهور الذاكرة المكانية.
نظرًا لأن تكوين الحُصين هو أحد أولى الهياكل التي تتأثر بمرض الزهايمر، قد يؤدي الفهم الأعمق لآليات الدماغ إلى خيارات علاجية جديدة.
الاستثمار في علم الأعصاب
علم الأعصاب هو أحد أكثر المجالات تقدمًا في علم الأحياء والطب اليوم. تزداد أهميته بسبب شيخوخة السكان، مع تزايد مشاكل الأمراض النفسية والدماغية المرتبطة بالعمر.
استكشفنا بمزيد من التفصيل كيف يمكن أن يكون هذا هو “الخطوة الكبيرة التالية” لقطاع الصيدلة في “العلاجات الضخمة القادمة: علاج الاضطرابات العصبية“.
كما أنه محور أحدث التقنيات المتقدمة، مثل، على سبيل المثال، شرائح الدماغ “Neuralink” المرتبطة بإيلون ماسك.
المصدر: Neuralink
يمكنك الاستثمار في الشركات المتعلقة بعلم الأعصاب عبر العديد من الوسطاء، ويمكنك العثور هنا، على securities.io، على توصياتنا لأفضل الوسطاء في الولايات المتحدة الأمريكية، كندا، أستراليا، المملكة المتحدة، وكذلك العديد من الدول الأخرى.
إذا لم تكن مهتمًا باختيار شركات محددة، يمكنك أيضًا النظر في صناديق المؤشرات المتداولة في مجال التكنولوجيا الحيوية مثل iShares Neuroscience and Healthcare ETF (IBRN)، أو Tema Neuroscience and Mental Health ETF (MNTL)، والتي ستوفر تعرضًا أكثر تنوعًا للاستفادة من الأسهم المتعلقة بعلم الأعصاب.
شركات علم الأعصاب
1. BrainStorm Cell Therapeutics
BCLI مخطط السعر
ليس كل شركات التكنولوجيا الحيوية في علم الأعصاب تعتمد على أدوية جديدة. البعض الآخر يحاول حرفيًا إصلاح الدماغ مباشرة، بما في ذلك إضافة خلايا جديدة إلى الجهاز العصبي للمريض عبر العلاج بالخلايا الجذعية.
هذه هي الاستراتيجية التي تتبعها BrainStorm Cell Therapeutics، حيث تعمل مع الخلايا الجذعية لعلاج أو تقليل ضرر الأمراض العصبية.
تستخدم BrainStorm Cell منصتها التقنية الخلوية الذاتية (NurOwn®): حيث تأخذ الشركة خلايا نخاع عظام المريض وتحوّلها إلى خلايا عصبية وخلايا عصبية أخرى. هذه عملية قصيرة نسبيًا، تستغرق فقط 7 أيام.
تُنتج هذه العملية خلايا عصبية تحمل الشيفرة الجينية للمريض، مما يزيل مخاطر عدم التوافق أو رفض الخلايا المزروعة.
المصدر: Brainstorm Cell
تركّز BrainStorm على الأمراض العصبية مثل التصلب المتعدد، والزهايمر، ومرض باركنسون، ومرض هنتنغتون، أو اضطراب طيف التوحد.
علاج التصلب الجانبي الضموري (ALS) هو الوحيد في المرحلة الثالثة، مع آمال في الحصول على الموافقة بسرعة، وتشير النتائج الأولية إلى أنه قد يساعد إذا استُخدم مبكرًا بما يكفي لإبطاء تقدم المرض.
المصدر: Brainstorm Cell
في المستقبل البعيد، يمكننا تخيل أن مثل هذا العلاج الذي طورته BrainStorm قادر على “إعادة نمو” الخلايا التالفة، وربما يركز على خلايا عصبية متخصصة للغاية مثل خلايا المكان، والشبكة، والحدود.
2. BICO Group AB (BICO.ST)
إحدى طرق دراسة الدماغ والأعصاب هي استخدام الأعضاء الدماغية المصغرة (organoids). يمكن استخدام هذه الأدمغة المصغرة المصنوعة صناعيًا لتقليد رد فعل الخلايا العصبية على العلاجات المحتملة في المختبر، مما يساعد الباحثين على إيجاد علاج للدماغ الحقيقي بالكامل.
ناقشنا بمزيد من التفصيل كيفية عملها وآخر التطورات في هذا المجال في “خطوات ذات معنى نحو الذكاء العضوي“.
مؤخرًا، تم طباعة أدمغة مصغرة أكثر تعقيدًا ثلاثية الأبعاد بواسطة باحثين في جامعة ويسكونسن-ماديسن. قاموا بذلك باستخدام طابعة حيوية Cellink، مما يفتح إمكانات جديدة لهذه الآلة في أبحاث علم الأعصاب.
المصدر: Cellink
في عام 2021، تم إعادة تسمية Cellink إلى مجموعة BICO، بعد استحواذها على Cytena في عام 2019 وScienion في عام 2020.
ما زالت Cellink هي الاسم التجاري لجزء الطباعة الحيوية من الأعمال. الفكرة هي إعادة استخدام طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء أنسجة أو أعضاء ثلاثية الأبعاد حسب الطلب. (يمكنك قراءة مناقشة حول هذا الموضوع في “طباعة ثلاثية الأبعاد للأعضاء البشرية – ما مدى واقعيّتها؟“).
الطباعة الحيوية تمثل حوالي 1/5th من الأعمال، مع أن قطاع أتمتة العلوم الحيوية يحقق أكثر من 3/5th من الإيرادات.
المصدر: BICO Group AB
على الرغم من عدم تفرده في المجال، إلا أن Cellink تُظهر بوضوح أنها شركة متقدمة جدًا في تصنيع معدات الطباعة الحيوية. إن إنجاز البروفيسور زانغ باستخدام هذه الآلات يُظهر إمكاناتها في أبحاث علم الأعصاب، وهو مجال لا يستخدم الطباعة الحيوية حاليًا.
على المدى الطويل، من المرجح أن تتطور شركات الطباعة الحيوية من توفير الأدوات للباحثين إلى أن تصبح مورّدين لعلاجات الطباعة الحيوية لشركات الأدوية للمرضى. وهذا سيغير تمامًا عدد الطابعات الحيوية المستخدمة، والأهم من ذلك، حجم المستهلكات المباعة كل شهر.
هذه هي العملية نفسها التي حدثت مع مصنّعي معدات المختبرات الحيوية الآخرين، بما في ذلك آلات تسلسل الجينوم من PacBio (PACB) وIllumina (ILMN)، والتي تنتهي بتحقيق 80% من إيراداتها من مبيعات المستهلكات المتكررة.
