أوضحت دراسة حديثة نُشرت في مجلة PNAS Nexus أن الخلايا الحية قادرة على توليد إشارات كهربائية بشكل طبيعي نتيجة الحركة المستمرة لأغشيتها، في اكتشاف علمي قد يعيد رسم فهم العلماء لكيفية تواصل الخلايا وإحساسها بالبيئة المحيطة.

بحث يقوده فريق متعدد التخصصات

قاد الدراسة الدكتور براديب شارما وفريقه البحثي، حيث طوّروا نموذجاً رياضياً يربط النشاط البيولوجي داخل الخلايا بمبادئ فيزيائية أساسية، وأوضح الباحثون أن الأغشية الخلوية، التي تفصل الخلايا عن محيطها الخارجي، ليست ساكنة كما كان يُعتقد سابقاً، بل تتحرك باستمرار بفعل العمليات الحيوية الداخلية.

دور البروتينات والطاقة في حركة الأغشية

وبيّنت الدراسة أن تغيّر أشكال البروتينات وتفاعلات تحلل جزيئات الطاقة (ATP) داخل الخلايا يؤديان إلى حركات دقيقة في الأغشية الخلوية، وهذه الحركات تشكّل الأساس لنشوء الظواهر الكهربائية المكتشفة حديثاً، بحسب موقع SciTechDaily.

المرونة الكهربائية تولّد الإشارات

وأوضح الباحثون أن انحناء الأغشية الخلوية يسبّب ظاهرة فيزيائية تُعرف باسم “المرونة الكهربائية” (Flexoelectricity)، حيث يؤدي هذا الانحناء إلى توليد شحنات كهربائية، ونتيجة لذلك، قد يصل فرق الجهد عبر الغشاء إلى نحو 90 ملي فولت، وهو مستوى قريب من الإشارات الكهربائية التي تستخدمها الخلايا العصبية في الدماغ.

تحريك الأيونات عكس مسارها الطبيعي

وتشير نتائج الدراسة إلى أن هذه الإشارات الكهربائية الناتجة عن حركة الأغشية يمكنها دفع الأيونات للتحرك عكس تدرجاتها الطبيعية، ما يسمح بنقل الشحنات الكهربائية داخل الخلايا بطريقة نشطة، اعتماداً على الخصائص المرنة والكهربائية للغشاء الخلوي.

آفاق جديدة في فهم الأعصاب والمواد الذكية

ويأمل الباحثون في توسيع نطاق هذا الاكتشاف لدراسة مجموعات من الخلايا، بهدف فهم كيفية توليد سلوك كهربائي على مستوى الأنسجة بالكامل، كما يرى الفريق أن هذه الآلية قد تسهم في تفسير بعض جوانب الإحساس العصبي وإطلاق الإشارات العصبية.

اقرأ أيضًا:

مكملات غذائية قد تُربك علاج السكري.. تحذير من تداخلها مع الأدوية

من البيولوجيا إلى التكنولوجيا

ولا يقتصر أثر هذا الاكتشاف على علم الأحياء فقط، بل قد يلهم أيضاً تطوير مواد ذكية مستوحاة من الخلايا الحية، قادرة على توليد الكهرباء أو التحكم في الإشارات الكهربائية، ما يفتح آفاقاً جديدة أمام التطبيقات الطبية والتكنولوجية المستقبلية.