هزاران سال پیش، در نزدیکی روستایی در بریتانیا به نام هسلینگتون، بدن یک مرد شروع به تجزیه شدن کرد. گوشت و اندام ها به گل تبدیل شدند. مو به گرد و غبار تبدیل شد. در نهایت، استخوان ها باقی ماندند و به شکلی خیلی عجیب، یک تکه کوچک از مغز او.
پس از ماهها تحقیق بر روی پروتئین های این بافت، یک تیم بین المللی از محققان سرانجام سرنخ هایی را برای توضیح در مورد این نمونه مهم به دست آوردند. این به ما کمک می کند تا درک بهتری از عملکرد واقعی مغزهای سالم (و ناسالم) داشته باشیم.
کشف جمجمه هسلینگتون در سال ۲۰۰۸ یکی از قدیمی ترین نمونه های بافت عصبی انسان است که تاکنون در انگلستان کشف شده است. این کشف محققان را با یک چالش تازه مواجه کرد.
لحظاتی پس از یک مرگ عادی، بافت مغز شروع به تجزیه می کند. در مقایسه با سایر قسمت های بدن، پوسیدگی در مغز سریع تر انجام می شود. زیرا پروتئین ها در جهت تخریب زیرساخت های سلولی عمل می کنند.
بنابراین، هنگامی که باستان شناسان داخل یک جمجمه گلی یافت شده از محل حفاری دوران عصر آهن را جستجو کردند، از دیدن بقایای یک مغز انسان شکه شدند.
بر اساس تاریخ‌گذاری رادیوکربن، این مرد میانسال بین سالهای ۶۷۳ و ۴۸۲ قبل از میلاد مرده است. علت مرگ به احتمال زیاد ناشی از شکستگی ستون فقرات بعد از حلق آویز شدن بوده است.
دقیقا این که این فرد چه کسی بود یا چرا درگذشت، احتمالاً هرگز مشخص نمی شود. با این وجود، اندکی پس از اجرای حکم اعدام، سر وی از تن جدا شده و به داخل گودال پرتاب شد. و در این گودال در میان دانه های رسوبی محصور شد.
در صورت خشک شدن، یخ زدگی یا نگهداری در محیط بی هوازی و اسیدی، بافتهای نرم غالباً می توانند حفظ شوند.
آنچه در مورد جمجمه هسلینگتون عجیب است، عدم حفظ سایر قسمت های بدن از جمله مو است.
از نظر ظاهری، این ماده به جا مانده محکم و توفو مانند است و به یک تکه کارامل شده قشر مغز انسان می ماند. اندازه این مغز ۸۰ درصد از مغز یک انسان بالغ کوچکتر است.
محققان برای بررسی آنچه که مواد آلی باقیمانده را بسیار خاص کرده است، نگاهی دقیق تر به ماهیت پروتئین های آن انداختند.
برخلاف اکثر اعضای بدن، مغز برای درست کار کردن باید در سطح سلولی به خوبی پشتیبانی شود و ارتباط پیچیده بین بافت سلول های عصبی حفظ شود.
فاصله‌ی فرکانسی میانی (IFs) این کار را در مغزهای زنده انجام می دهند و به نظر می رسد در شرایط مناسب، آنها می توانند نوعی یکپارچگی را مدتها پس از تبدیل سلولها به خاکسترهای مولکولی حفظ کنند.
به دلیل مطالعات مختلف آسیب شناختی، پیش از این کمی درباره این IFs اطلاعات داشتیم. انواع مختلف سلول انواع مختلف رشته های مخصوص به خود را دارند. این ویژگی باعث شده است، تحقیقاتی برای کشف نشانگرهای زیستی در بیماریهای عصبی انجام گیرد.
در مورد مغز هسلینگتون، میکروسکوپ بافت هایی از IFs را نشان داد که شبیه رشته های بلند آکسون ها هستند که یک مغز زنده را تشکیل می دهند. البته در این مورد کمی کوتاه تر و باریک تر هستند. نشانگرهای آنتی بادی مطابق با پروتئین آکسون تأیید کردند که آنها پیش از این نورون های بلند را در خود جای داده بودند.
تجزیه و تحلیل بیشتر با نشانگرهای اختصاصی آنتی بادی، مقداری نامتناسب از ساختارهای عصبی متعلق به سلولهای “کمک کننده” مانند آستروسیت ها را نشان داد و پروتئین های کمتری در بافت ماده خاکستری وجود داشت.
فهمیدن اینکه چرا این IFs خاص آستروسیت ها، مسیر معمول پوسیدگی را طی نکرده است، هرگز ساده نخواهد بود.
هیچ نشانه ای از حفظ تانن، که اغلب در بدن های یافته شده در باتلاق های انگلیس دیده می شود، وجود ندارد. در حالی که pH این نمونه پایین بود، محققان مطمئن نبودند که بتوانند از آن برای تخمین اسیدیته بدن استفاده کنند.
علاوه بر این، پروتئین هایی که در دمای نسبتاً گرم قرار می گیرند، تمایل به تشکیل ساختارهای پایدار دارند و پروتئین های پایدار به آسانی به اندازه نمونه های ناپایدار، هویدا نمی شوند.
بنابراین در طی یک سال، محققان با صبر و حوصله، روند آهسته باز شدن و شکست پروتئین ها را در یک نمونه امروزی بافت عصبی اندازه گیری کرده و آن را با پوسیدگی در مغز هسلینگتون مقایسه کردند.
این نتایج حدس هایی را به دنبال داشت مربوط به مواد شیمیایی که موجب انسداد آنزیم های مخرب بنام پروتئازها در ماه های پس از مرگ شد، که به پروتئین ها اجازه می دهد با توده های پایدار ادغام شوند و در دماهای بالاتر پایدار باشند.
محققان در گزارش خود این گونه آورده اند: داده ها نشان می دهند که پروتئازهای این مغز باستانی ممکن است توسط یک ترکیب ناشناخته، که از بیرون مغز به ساختارهای داخلی انتشار یافته، مهار شده باشد.
آنچه واضح است این که به نظر می رسد که مورد خاصی در مورد مغز این فرد نگون بخت در عصر آهن وجود نداشته است. در عوض، ممکن است چیزی در محیط، فرآیندهای شیمیایی که به طور معمول باعث شکستن رشته های پروتئینی مسئول پشتیبانی از آستروسیت های “ماده سفید” مغز می شوند، مهار کرده باشد، حداقل به اندازه ای که یک فرم نیرومند تر به آن بدهد.
البته، تنها با مطالعه این نمونه فوق العاده منحصر به فرد، نمی توان به راحتی به نتایج قابل قبولی رسید.
اما حتی اگر “مسدود کننده ناشناخته” پیشنهادی، ما را از نتیجه اصلی دور کند، تحقیقات در مورد نحوه ایجاد توده های پایدار توسط IFs می تواند توضیح دهد که چگونه پلاک های مخرب در مغز ما شکل می گیرد.
با وجود پسمانده های پروتئین که گاهی در فسیل ها یافت می شود، بهتر است درک صحیحی داشته باشیم از این که چگونه می توان از آنها برای استنباط ساختار اصلیشان استفاده کرد.
آنچه مسلم است، مغز عجیب و غریب هسلینگتون هنوز چیزهای زیادی برای آموختن به ما دارد.
