يمكن أن تكون الإشارات الحلزونية الغامضة في الدماغ البشري مفتاحًا لإدراكنا
تم اكتشاف إشارات حلزونية غامضة في الدماغ البشري ، ويعتقد العلماء الذين اكتشفوا الدوامات أنها يمكن أن تساعد في تنظيم نشاط الدماغ المعقد.
تم اكتشاف الإشارات ، التي ظهرت على شكل دوامات من موجات الدماغ عبر الطبقة الخارجية للدماغ ، في التصوير الوظيفي بالرنين المغناطيسي (fMRI) بمسح الدماغ لـ 100 شاب ، وظهرت على حد سواء أثناء الراحة والعمل على المهام.
الغرض الدقيق من هذه الدوامات غير معروف ، ولكن يعتقد مكتشفوها أن الإشارات الحلزونية يمكن استخدامها لربط أجزاء مختلفة من الدماغ والمساعدة في معالجة المعلومات بشكل أسرع. قد تتعطل هذه الدوامات بسبب أمراض الدماغ مثل الخرف ، ويمكن أن تكون بمثابة مصدر إلهام لأجهزة الكمبيوتر المتقدمة التي تحاكي العمليات المعقدة للعقل البشري. نشر الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في 15 يونيو في المجلة طبيعة سلوك الإنسان.
متعلق ب: تسببت إصابة رأس الموسيقي في حدوث تزامن نادر ، مما جعله “يرى” الموسيقى
“مثلما تعمل الدوامات في الاضطرابات ، تنخرط الحلزونات في تفاعلات معقدة ، وتلعب دورًا حاسمًا في تنظيم أنشطة الدماغ المعقدة ،” بولين جونج، أستاذ مساعد في الفيزياء بجامعة سيدني ، قال في بيان. “التفاعلات المعقدة بين اللوالب المتعددة الموجودة يمكن أن تسمح بإجراء الحسابات العصبية بطريقة موزعة ومتوازية ، مما يؤدي إلى كفاءة حسابية ملحوظة.”
دوامة في القشرة
تدير الطبقة الخارجية المجعدة من الدماغ – والمعروفة باسم القشرة الدماغية – العديد من مهام العقل الأكثر تعقيدًا ، مثل الذاكرة والانتباه واللغة والإدراك وحتى الوعي نفسه. تؤثر العديد من الاضطرابات العصبية ، مثل مرض الزهايمر والشلل الدماغي ، على القشرة.
ومع ذلك ، فقد تجاهل علم الأعصاب القشرة نفسها بشكل أساسي وبدلاً من ذلك ركز تقليديًا على الروابط والتفاعلات بين الخلايا العصبية (الخلايا العصبية في الدماغ) لتحديد كيفية عمل العضو المتجعد. للتحقيق في النشاط الذي يحدث عبر القشرة ، أجرى العلماء فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لـ 100 بالغ سليم تتراوح أعمارهم بين 22 و 35 عامًا. كانت الحلزونات الغامضة ، وأنماط موجات الدماغ المعقدة ذات الأحجام المختلفة والتي تدور حول النقاط المركزية ، موجودة في كل شخص.
إن الوظيفة الدقيقة للحلزونات تعد لغزًا ، ولكن بعد تحليل الأنماط المضطربة ، يعتقد العلماء أن الدوامات قد تعمل كجسور اتصال عبر الدماغ ، وتربط مناطق متميزة في شبكات ، وفي بعض الأحيان تنتقل عبر القشرة الدماغية. من خلال تعيين المهام للمشاركين أثناء فحصهم ، مثل إكمال المسائل الرياضية أو الاستماع إلى قصة ، لاحظ الباحثون أن الحلزونات تغير الاتجاهات من اتجاه عقارب الساعة إلى عكس اتجاه عقارب الساعة في مناطق مختلفة عبر الدماغ – وهو دليل على أن الدوامات قد تنسق نشاط الدماغ عبر تغييرات دوران ديناميكية.
وقال المؤلف الأول ييبين شو ، وهو طالب دكتوراه في الفيزياء بجامعة سيدني ، في البيان: “إحدى السمات الرئيسية لهذه الحلزونات الدماغية هي أنها تظهر غالبًا عند الحدود التي تفصل بين الشبكات الوظيفية المختلفة في الدماغ”. “لاحظنا في بحثنا أن هذه اللوالب الدماغيّة المتفاعلة تسمح بإعادة تشكيل مرنة لنشاط الدماغ أثناء المهام المختلفة التي تتضمن معالجة اللغة الطبيعية والذاكرة العاملة ، والتي تحققها من خلال تغيير اتجاهات دورانها.”
قال الباحثون إن دراستهم يجب أن تشجع التحول في أبحاث علم الأعصاب نحو ظواهر أوسع نطاقًا في الدماغ. في النهاية ، يمكن تجميع عمليات الدماغ على مستويات متعددة معًا للحصول على صورة أكمل عن كيفية عمل العقل.
يقول جونج إن تعلم المزيد عن الأعمال المعقدة لأدمغتنا يمكن أن يكون له أيضًا القدرة على “تطوير آلات الحوسبة القوية المستوحاة من الأعمال المعقدة للدماغ البشري”.
قال غونغ: “من خلال كشف ألغاز نشاط الدماغ والكشف عن الآليات التي تحكم تنسيقه ، فإننا نقترب أكثر من إطلاق الإمكانات الكاملة لفهم الإدراك ووظيفة الدماغ”.
