مغز چگونه با کمک حس شنوایی، ورودی‌های حسی را درک می‌کند؟

به گزارش خبرنگار حوزه بهداشت و درمان گروه علمی پزشکی باشگاه خبرنگاران جوان به نقل از مدیکال اکسپرس، تیمی از دانشمندان علوم مغز و اعصاب در موسسه علوم و فنون پیشرفته بکمن به سرپرستی باهر ابراهیم و دکتر دانیل لانو، مطالعه‌ای را در eLife منتشر کرده‌اند که بینش ما را نسبت به نحوه درک مغز از ورودی‌های حسی روزمره بهبود می‌بخشد.

به گفته لانو یک ایده سنتی وجود دارد مبنی بر اینکه شیوه زندگی ما در دنیا به نوعی شبیه یک فیلم است که با یک پروژکتور پخش می‌شود، بر همین اساس تمام اطلاعات حسی که در حال ورود است در قشر مغز ما پخش می‌شود و این چنین است که ما چیز‌ها را می‌بینیم و می‌شنویم؛ با این حال تعداد کمی از مطالعات در طول سال‌ها این دیدگاه سنتی در مورد چگونگی درک ما از جهان را به چالش کشیده‌اند. این مطالعات مدل جدیدی را ارائه می‌دهندکه بر مبنای آن تالاموس ممکن است بر اساس تجربیات آموخته شده ما اطلاعاتی را که قبلا در قشرمغز  وجود دارد، انتخاب کند نه اینکه اطلاعات را روی قشر قرار دهد.

ابراهیم و همکارانش با استفاده از یک برش منحصر به فرد از مغز موش که ارتباط بین سه منطقه مختلف مغز (مغز میانی، تالاموس و قشر مغز) را حفظ می‌کند، آزمایش‌هایی را انجام دادند که شامل تکنیک‌های پیچیده‌ای مانند الکتروفیزیولوژی، اپتوژنتیک و مدل سازی رایانه‌ای بود.

ابراهیم متوجه شد که نورون‌هایی که سیگنال‌ها را به قشر منتقل می‌کنند، نورون‌های کورتیکو-تالامیک هستند که از طریق هسته مشبک تالامی عمل می‌کنند. این سلول‌های عصبی از قشر به تالاموس نازل می‌شوند و جمعیتی از نورون‌ها را تشکیل می‌دهند که غالبا در مورد آن‌ها صحبت نمی‌شود، اما با این وجود مسئولیت کنترل اطلاعاتی که به قشر منتقل می‌شود، برعهده دارد. 

پیامد‌های این تحقیق گسترده است. از این مطالعه می‌توان تشخیص داد که در میان دریایی از ورودی‌های حسی، مغز با استفاده از این سلول‌های عصبی کورتیکو تالامیک می‌تواند داده‌ها را از طریق «پاسخ غیرخطی» به قشر منتقل کند. این نتیجه تنها از طریق  توجه انسان به ورودی‌های حسی انجام می‌شود که به قشر منتقل می‌شوند؛ از این رو این نشریه مدار‌های عصبی را که در اطلاعات حسی مخصوص ادراک نقش دارد، برملا می‌کند.

ابراهیم می‌گوید: قبل از انجام این مطالعه خاص، سایر مطالعات نشان دهنده وجود این پاسخ‌های غیر خطی در قشر مغز در سیستم‌های حسی دیگر مانند سیستم بینایی بود؛ بنابراین، من گمان می‌کنم آنچه ما در سیستم شنوایی کشف کردیم ممکن است یک ماده عمومی باشد؛ مکانیسمی که به غیر از بویایی در سیستم‌های حسی نیز دیده می‌شود.

او می‌افزاید: یادگیری نحوه انجام صحیح و کارآمد همه این تکنیک‌ها برای بدست آوردن داده‌های قابل اعتماد چالش برانگیزترین قسمت این مطالعه بود.

این تحقیق در نهایت این سوال را ایجاد می‌کند که آیا ادراک حسی روزمره مخلوطی از مدل‌های داخلی جهان است که مغز ما بر اساس تقاضای شناختی و جریان‌های ورودی از جهان خارج انتخاب می‌کند؟ این روشی متفاوت برای فهم ادراک حسی در مقابل آنچه به طور سنتی آموزش داده می‌شود، خواهد بود. شفافیت چنین مفاهیمی برای درک موقعیت‌هایی که این روند‌های ادراکی به بیراهه می‌روند، یعنی توهم، اساسی است.

اخیرا یک میکروسکوپ چند فوتونی پیشرفته توسط موسسه بکمن مجموعه وسیعی از امکانات را برای پیشبرد این مطالعه فراهم کرده است. این میکروسکوپ به دانشمندان امکان می‌دهد از مغز زنده در سطح سلولی تصویربرداری کنند.  لانو و همکارانش با استفاده از این امکان، به مطالعه قشر مغز حیوانات زنده را سطح سلولی و صد‌ها نورون در هر زمان را می‌پردازند و زیرمجموعه‌های خاص سلول‌های عصبی را ساکت کرده و نحوه تغییر واکنش‌ها را بررسی می‌کنند. این مطالعه گام دیگری به سوی درک مغز به عنوان عضو بی‌نهایت پیچیده‌ بدن است.

بیشتر بخوانید 

• دانشمندان علوم اعصاب مدار عصبی را کنترل می‌کنند که ادراک حسی شنوایی را کنترل می‌کند

انتهای پیام/