غالبًا ما يكشف الجسم البشري عن أعظم تعقيداته من خلال أبسط التجارب. يدرك اليد التي تستريح على فنجان دافئ أو تصل إلى ماء بارد هذه التغيرات تقريبًا على الفور، ومع ذلك فإن الآلية البيولوجية وراء تلك الإحساسات لا تزال مفهومة جزئيًا فقط. الآن، تتحدى الأبحاث الجديدة فرضية طويلة الأمد حول كيفية اكتشاف الجهاز العصبي لتغيرات درجة الحرارة اليومية.

وجد الباحثون في جامعة كوينزلاند أن العديد من خلايا الأعصاب المستقبلية للحرارة في الجلد تستجيب لكل من درجات الحرارة الدافئة والباردة بدلاً من الاعتماد على مجموعات منفصلة من الخلايا لكل إحساس. باستخدام تقنيات التصوير المتقدمة في نماذج الفئران، لاحظ العلماء الآلاف من خلايا الأعصاب الحساسة للحرارة وهي تتفاعل مع تغيرات درجة الحرارة العادية وغير المؤلمة، مثل دخول غرفة باردة أو لمس ماء دافئ.

تشير النتائج إلى أن هذه المستقبلات الحرارية تزيد من نشاطها عندما تنخفض درجات الحرارة وتقلل من نشاطها عندما ترتفع درجات الحرارة. بدلاً من العمل كنظامين مستقلين للحرارة والبرودة، يبدو أن العديد من نفس الخلايا قادرة على نقل كلا النوعين من المعلومات إلى الدماغ. هذا يتحدى نموذجًا مقبولًا على نطاق واسع شكل أبحاث درجة الحرارة لسنوات عديدة.

يقول العلماء إن استشعار درجة الحرارة بدقة أمر ضروري للحفاظ على التوازن الداخلي، قدرة الجسم على الحفاظ على الظروف الداخلية مستقرة على الرغم من التغيرات في البيئة المحيطة. تعمل المستقبلات الحرارية كنظام إنذار مبكر، مما يسمح للدماغ بالاستجابة بشكل مناسب قبل أن تصبح درجات الحرارة ضارة.

تستند الدراسة أيضًا إلى أبحاث سابقة تُظهر أن خلايا الجلد المعروفة باسم الكيراتينوسيت تساهم في كل من الإحساس بالحرارة والبرودة من خلال تضخيم الإشارات المرسلة إلى الخلايا العصبية الحسية. معًا، تشير هذه الاكتشافات إلى أن إدراك درجة الحرارة يعتمد على التعاون الوثيق بين عدة أنواع من الخلايا بدلاً من مسار متخصص واحد.

يعتقد الباحثون أن النتائج قد تحسن في النهاية فهم الاضطرابات التي تؤثر على إدراك درجة الحرارة، بما في ذلك الحالات المرتبطة بالشيخوخة، إصابة الأعصاب، الألم المزمن، أو الأمراض العصبية. يمكن أن تدعم صورة أوضح لكيفية عمل المستقبلات الحرارية العلاجات المستقبلية المصممة لاستعادة الوظيفة الحسية الطبيعية.

يؤكد المحققون أن دراسات إضافية مطلوبة لتحديد كيفية عمل هذه الآليات في البشر وما إذا كانت أنماط الإشارة المماثلة موجودة عبر مجموعات سكانية وظروف طبية مختلفة. بينما النتائج واعدة، فإنها تمثل خطوة أخرى في جهد مستمر لفهم أحد أكثر الحواس الأساسية في الجسم.

مع استمرار تطور الفهم العلمي، يبدو أن التجربة المألوفة للشعور بالحرارة أو البرودة أكثر تعقيدًا مما كان يُعتقد سابقًا. بدلاً من الاعتماد على مسارات منفصلة تمامًا، قد يفسر الجسم درجة الحرارة من خلال شبكة أكثر مرونة من الخلايا الحسية المشتركة، مما يوضح مرة أخرى كيف أن الإحساسات العادية تدعمها بيولوجيا معقدة بشكل ملحوظ.

تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي: الرسوم التوضيحية المرفقة تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي لتصور المفاهيم العلمية التي تم مناقشتها ولا تمثل صورًا فعلية من المختبر أو المشاركين في البحث.

المصادر: جامعة كوينزلاند، نيتشر، المعاهد الوطنية للصحة (NIH)، eLife، EurekAlert