دانشمندان راز ماندگاری مغزهای باستانی را کشف کردند

باستان‌شناسان و آسیب‌شناسان سال‌هاست از دیدن مغزهای سالم در میان اسکلت‌هایی که باقی بافت‌های نرمشان کاملاً از بین رفته، متحیر می‌شوند. اما پژوهشی تازه، از مکانیسمی پرده برداشته که این پدیده را توجیه می‌کند. به گفته‌ی محققان، حفاظت از مغز استثنایی نادر نیست، بلکه مسیر شیمیایی جدیدی است که در شرایط خاص، واکنش‌های تجزیه‌کننده، محصولات تخریب را به ساختارهایی مقاوم‌تر تبدیل می‌کنند.

با اینکه مغز یکی از اولین بافت‌هایی است که پس از مرگ شروع به تجزیه می‌کند، در سوابق باستان‌شناسی به‌طرز شگفت‌آوری فراوان است. پیش‌تر، یکی از پژوهشگران، بیش از ۴۴۰۰ نمونه‌ی مغز حفظ‌شده را در میان بقایای انسانی متعلق به ۱۲هزار سال اخیر شناسایی کرده بود.

فرآیندهای معمول حفاظت از بافت‌های نرم مانند مومیایی‌سازی، انجماد و صابونی‌شدن معمولاً چندین عضو ازجمله پوست و اندام‌های داخلی را حفظ می‌کنند. اما حدود یک‌سوم از مغزهای باستانی، این الگوی معمول را دنبال نمی‌کنند. در این موارد، توده‌ای کوچک از پروتئین‌های مغز در میان استخوان‌ها باقی می‌ماند و سایر بافت‌ها کاملاً ناپدید شده‌اند.

جالب‌تر اینکه بیشتر این مغزهای اسرارآمیز در محیط‌های غرقابی و کم‌اکسیژن از بستر رودخانه‌ها و سواحل دریاچه‌ها تا غارهای سیل‌زده و کشتی‌های غرق‌شده پیدا شده‌اند. در توضیح این امر، پژوهشگران دانشگاه آکسفورد، فرضیه‌ای را مطرح کردند: محیط کم‌اکسیژن همراه با ترکیب شیمیایی خاص مغز، مسیر تجزیه را تغییر می‌دهد و به جای نابودی کامل، پروتئین‌های مغز را تثبیت می‌کند.

پژوهشگران برای آزمایش نظریه خود، لاشه‌ی موش‌ها را در چهار شرایط متفاوت از نظر آب و اکسیژن دفن و به مدت شش ماه، روند تجزیه‌ی مغز را بررسی کردند. آنها در بازه‌های زمانی مشخص، نمونه‌ها را تشریح و با استفاده از روش‌های دقیق شیمیایی، پروتئین‌های باقی‌مانده را شناسایی کردند. این آزمایش بیش از ۱٫۲۶ میلیون مسیر تجزیه‌ی پروتئین را نشان داد و الگوهای روشنی را آشکار ساخت.

به گزارش لایوساینس، نتایج نشان داد در هفته‌های اول، روند تجزیه در همه‌ی شرایط مشابه است، اما پس از چند هفته، میزان اکسیژن نقش تعیین‌کننده‌ای پیدا می‌کند. وجود اکسیژن کافی، واکنش‌های زنجیره‌ای رادیکال‌های آزاد (مولکول‌های ناپایداری که به راحتی با سایر مولکول‌ها واکنش می‌دهند) را در پروتئین‌های مغز آغاز و آن‌ها را به سرعت تخریب می‌کند.

در محیط‌های کم‌اکسیژن، واکنش‌های یادشده کامل نمی‌شوند و در عوض، ترکیبات واسطه‌ای با بخش‌های مجاور پروتئین، پیوندهای عرضی محکمی ایجاد می‌کنند. این پیوندها، شبکه‌های نامحلول و سختی را تشکیل می‌دهند که آنزیم‌های تجزیه‌کننده قادر به شکستن آن‌ها نیستند و به این ترتیب، مغز برای هزاران سال حفظ می‌شود.

کشف جدید، فراتر از حل معمایی تاریخی، می‌تواند کاربردهای پزشکی مهمی نیز داشته باشد. پژوهشگران دریافته‌اند که الگوی مولکولی پروتئین‌های باقی‌مانده در مغزهای باستانی، شباهت قابل‌توجهی به الگوی پروتئین‌های موجود در بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر دارد. این شباهت، مسیر جدیدی را برای پژوهش‌های آینده باز می‌کند: مطالعه‌ی مغزهای حفظ‌شده باستانی ممکن است به دانشمندان کمک کند تا روند پیشرفت این بیماری‌ها را بهتر درک کنند.

با‌این‌حال، پژوهشگران بر این باورند که برای تأیید نهایی، به مطالعات بیشتری نیاز است و پیشنهاد می‌کنند که مقایسه‌ی بافت مغز با سایر اندام‌ها در شرایط مشابه، می‌تواند تصویر کامل‌تری از این پدیده‌ی شگفت‌انگیز ارائه دهد. بااین‌حال، این پژوهش گامی بزرگ در درک چگونگی بقای بافت‌های نرم در طول قرن‌ها و همچنین بازکردن پنجره‌ای تازه به سوی دانش پزشکی محسوب می‌شود.

پژوهش در ژورنال Journal of Proteome Research منتشر شده است.