کشف تازه در خصوص چگونگی کارکرد سلول های مغزی

کشف تازه در خصوص چگونگی کارکرد سلول های مغزی

عبارات مهم : دانشمندان – یادگیری

یک تحقیق تازه نشان می دهد قسمتی از نورون های مغز ما، به نام دندریت علی رغم آنچه که همواره گمان می کرده ایم، گیرنده هایی منفعل نیستند. در عوض، محققان دریافتند که دندریت ها تا ده برابر زیاد از بخش هایی از سلول های مغز که «پریکاریون یا سُوما» نامیده می شوند، پالس های کوتاه مدت الکترونیکی تولید می کنند. از گذشته تا کنون تصور می شد “سُوما” ناحیه مهم تولید کننده این سیگنال های الکترونیکی می باشد. این فرضیه نشان می دهد که مغز ۱۰۰ برابر ظرفیت بیشتری جهت محاسبه اطلاعات نسبت به آنچه قبلا تصور می شد را دارد.

کشف تازه در خصوص چگونگی کارکرد سلول های مغزی

مغز ۱۰۰ برابر ظرفیت بیشتری جهت محاسبه اطلاعات نسبت به آنچه قبلا تصور می شد را دارد

اگر این عنوان تایید شود، این پژوهش می تواند درک ما از نورون ها و چگونگی همکاری بخش های متفاوت مغز با یکدیگر را عوض کردن دهد. “مایانک مهتا” از دانشگاه کالیفرنیا در لوس آنجلس و یکی از اعضای تیم تحقیقاتی اظهار داشت:« دانستن اینکه دندریتها از ناحیه سُوما بسیار فعال تر هستند، در ماهیت درک ما از نحوه محاسبه گر​ی اطلاعات به وسیله مغز، تغییراتی اساسی ایجاد می کند. این امر شاید راه را جهت فهم و درمان اختلالات عصب شناختی و همچنین جهت توسعه کامپیوترهای مشابه مغز، هموار کند.»

دانشمندان | یادگیری | طبیعی | فعالیت | نوآوری و کشفیات علمی

دندریت ها ساختارهای دراز و شاخه مانندی هستند که بیش از ۹۰ درصد بافت عصبی ما را تشکیل می دهند. آنها به سُوما (بخشی از سلول عصبی که هسته را احاطه کرده) متصل می باشند. بر طبق باور سنتی سُوما پالس های الکتریکی ای تولید می کند که با نام spike نیز آشنا می شوند. سلول های مغز به وسیله ی این پالس ها قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر می باشند. دانشمندان تا همین اواخر، به طور کلی گمان می کردند که این پالس های سُومایی، دندریت ها را فعال می کنند و بعد این دندریت ها به صورت منفعل جریان ها را به دیگر سوماهای عصبی انتقال یافته می نمایند- ولی این عنوان هیچگاه به صورت مستقیم آزمایش نشده بود.

سلول های مغز به وسیله ی این پالس ها قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر می باشند

گرچه مطالعات اخیر بر برش های مغز انسان نشان داده است که دندریت ها قادر به تولید پالس هستند، مشخص نبود که آیا این امر به طور طبیعی اتفاق می افتد یا نه و همچنین پیش از این در یک نمونه حیوان زنده نشان داده نشده بود. تیم تحقیقات اظهار داشت: «نه مشخص بود که آیا این امر طی رفتاری طبیعی رخ می دهد و نه تعداد دفعات آن آشکار بود. اندازه گیری فعالیت الکترونیکی طی عملکرد طبیعی، به باعث ظرافت زیادی که دارند، چالشی دیرینه بوده هست. با مطالعاتی که بر موش های آزمایشگاهی انجام شده، دانشمندان دریافته اند اگر در حین حرکت حیوان، درون خود دندریت ها، الکترود جایگذاری کنند، باعث نابودی آن سلول ها می شود.»

کشف تازه در خصوص چگونگی کارکرد سلول های مغزی

طبیعتا، این شرایط ایده آلی محسوب نمی شد؛ بنابراین دانشمندان الکترود ها را به جای آنکه روی دندریت ها قرار دهند در دندریت ِ موش ها جایگذاری کردند. در حین آنکه موش ها مشغول انجام فعالیت هایی نظیر رفت و آمد در یک هزارتو بودند، دانشمندان توانستند تا فعالیت دندریت ها را به مدت چهار روز اندازه گیری نمایند. توصیه ی جالب آنجا بود که محققان دریافتند هنگامی که موش ها خواب هستند، تعداد بسیار بیشتری پالس در دندریت ها نسبت به سُوما ها وجود دارد- تا پنج برابر بیشتر- و هنگامی که موش ها در حال کاوش و پرسه زدن هستند این مقدار به ده برابر زیاد می رسد.

این یافته ها با درک نهادینه شده است ی قبلی تفاوت زیادی دارد و نشان داد که مغز ما نسبت به آنچه فکر می کردیم، از میزان بسیار بیشتری قدرت محاسباتی برخوردار هست. مهتا بیان داشت:« یک باور اساسی در نوروساینس این بوده است که نورون ها ابزار های​ دیجیتالی هستند. آنها یا یک پالس تولید می کنند یا نمی کنند. ولی این نتیجه های نشان می دهد که دندریت ها کاملاً رفتاری مشابه ابزاری دیجیتالی از خود نشان نمی دهند. دندریت ها البته پالس تماما دیجیتالی یا مطلقا غیر دیجیتالی تولید می کنند، ولی در عین حال از خود نوسانات آنالوگی زیادی از خود نشان داده اند که حالت تمام آنالوگی یا غیر آنالوگی ندارند. این مسئله به صورتی قابل توجه، برداشتی تازه است که دانشمندان نوروساینس به مدت ۶۰ سال آن را قبول داشتند.»

دانشمندان | یادگیری | طبیعی | فعالیت | نوآوری و کشفیات علمی

دندریت ها کاملاً رفتاری مشابه ابزاری دیجیتالی از خود نشان نمی دهند

کشف تازه در خصوص چگونگی کارکرد سلول های مغزی

بنابراین، مغز ما به ناگاه با این کشفیات، از چه میزان قدرت پردازشی برخوردار است؟

“مهتا” توضیح می دهد که چون دندریت ها از نظر اندازه حدود صد برابر بزرگتر از سُوماها هستند، تعداد زیاد پالس های دندریتی به این معناست که ما قادر به برخورداری از ظرفیت پردازشی، صد برابر زیاد نسبت به آنچه فکر می کردیم هستیم. این گستره ای جدا پهناور محسوب می شود، و پیش از آنکه بتوانیم به طور مشخص تایید کنیم مغز ما دقیقا چه میزان قدرت پردازش دارد به تحقیقات بیشتری نیازمند خواهیم بود.

همچنین ذکر این توصیه حائز اهمیت است که این پژوهش تنها در موش ها مورد بررسی قرار گرفته است- ما همچنان، پیش از آنکه شروع به تایید هیچ یک از این اعداد و ارقام نماییم، نیاز به ارزیابی داریم که آیا دندریت ها در مغز خود ما رفتاری مشابه با دندریت های مغز حیوانات دارند یا نه. ولی این یافته ها گامی تحسین برانگیز در حوزه عصب شناختی به شمار می آید و شاید روزی به روش هایی بهتر جهت درمان اختلالات عصبی و حتی زیر بنای نحوه ی یادگیری در ما منتهی شود.

جیسون مور، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی در این باره گفت: «کشفیات ما نشان می دهد، یادگیری شاید زمانی به وقوع می پیوندد که نورون ورودی همزمان با یک دندریت فعال باشد- همچنین آنکه ممکن است فعالیت بخش های متفاوت دندریت ها در وقت های مختلف، مسبب انعطاف پذیری بسیار زیادتری در نحوه وقوع یادگیری درون یک عدد نورون باشد.»

منبع: bigbangpage.com – sciencealert.com

واژه های کلیدی: دانشمندان | یادگیری | طبیعی | فعالیت | نوآوری و کشفیات علمی

کشف تازه در خصوص چگونگی کارکرد سلول های مغزی