"تقاطع الاتصال" لوظيفة التنقل في الدماغ

Anonim

هل استيقظت في الليل ليلاً واحتجت لشرب الماء ثم وجدت طريقك إلى المطبخ في الظلام دون أن تعصف إصبع قدمك؟ يقول الباحثون في جامعة كاليفورنيا في سان دييجو إنهم حددوا منطقة من الدماغ تمكنهم من القيام بذلك - ويساعدونك عمومًا في التنقل حول العالم.

عمل دوجلاس نيتز ، أستاذ العلوم المعرفية في قسم العلوم الاجتماعية بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو ، والطلبة المتخرجين أندرو ألكسندر مع الفئران التي تعرف باسم "العباقرة الملاحية" ، حيث قاموا بتسجيل نشاط إطلاق العصبونات بينما كانت الحيوانات تسير على مسار متعرج في مواقع مختلفة لإظهار أن قشرة الدماغ القشرية الظاهرة تبدو حرجة في تجميع كل المعلومات الضرورية للوصول بنجاح من النقطة أ إلى النقطة ب. يصفون النتائج التي توصلوا إليها في بحث في مجلة نيتشر نيوروساينس.

إن العالم الذي ننتقل إليه نحن وحيوانات أخرى هو أمر معقد و غير خطي ، تماما مثل الطريقة التي تطير بها غراب المثل. يقول المؤلفون إن قدرتنا على الالتفاف حول نقاطها غير المباشرة العديدة تعتمد ، على الأقل ، على رسم خريطة لموقعنا داخل البيئة ، ومعرفة الطرق التي تأخذنا بين المواقع ، وإدراك الإجراءات الصحيحة للشروع في أي وقت معين: استدر لليمين ، استدر يسارا ، اذهب مباشرة.

حاليا ، نحن نعرف أن الخلايا التي ترمز لهذه الأشكال المختلفة من المعرفة المكانية يتم تخزينها في بنى عصبية مختلفة. الخلايا والخلايا الشبكية هي خلايا عصبية في دائرة الحصين المسؤولة عن تحديد موقع الحيوان فيما يتعلق بالبيئة الأوسع. (هذا هو نظام "نظام تحديد المواقع الداخلي" الذي تم منح اكتشافه ، من قبل جون أوكيف ، وإدوارد موسر ، وماي-بريت موسر ، جائزة نوبل عام 2014 في علم وظائف الأعضاء أو الطب). في هذه الأثناء ، وجد <نيتز> وغيره من الباحثين أن الخلايا العصبية في القشرة الجدارية التي تولد تمثيلات معقدة لموقف الحيوان على طول الطريق والخلايا التي تشفر الأفعال المرتبطة بالطريق.

"لكن في النهاية ،" قال نيتز ، "يجب جمع هذه الأشكال المختلفة من المعلومات المكانية ، المتولدة في هياكل مميزة ، وتتصل ببعضها البعض بطريقة منظمة لكي يتمكن الوكيل من التحرك بفعالية عبر العالم. وتظهر دراستنا أن القشرة الخارجية للأعصاب هي منطقة في الدماغ حساسة في نفس الوقت لرسم خرائط للمساحات الداخلية والخارجية وقد تكون نوعًا من "تقاطع الوصلات" ، حيث تجمع كل المعلومات الضرورية للتنقل الناجح. "

وقد تم الافتراض أن قشرة الدماغ القشرية ، التي تقع في الدماغ بين الجداري والحصين ومترابطة بشكل كبير مع كلتا المنطقتين ، كانت حاسمة في هذه الطريقة. ويعتقد البحث الحالي ، نيتز وألكسندر ، أن هذا هو أول عرض مختبر للفرضية على مستوى الخلية.

وقال ألكساندر: "إنه أمر مثير ، لأنه أول دليل حقيقي على وجود منطقة دماغية قادرة على الربط بين أشكال معروفة من الخرائط المكانية."

تتوافق نتائج الدراسة مع أبحاث النمذجة الحسابية ومع الملاحظات السريرية للأشخاص الذين لديهم آفات في التقلصات ، أيضًا. إن الضرر الذي يلحق بهذه المنطقة يمكن أن يؤدي إلى مشاكل في الذاكرة العرضية ويخلق "فقدان الذاكرة الاتجاهية" ، وهي حالة يعرف فيها الشخص "أين توجد الأشياء في العالم" ، لكن "ألكسندر" لن تتمكن من وضع الطريق الذي يحتاجون إليه. تحصل بينهما ".

وقال نيتز إن التقلص العضلي هو أيضا أحد الأجزاء الأولى من الدماغ التي يمكن أن تتدهور في المراحل المبكرة من مرض ألزهايمر. إن تعلم المزيد عن وظائف تلك المنطقة من الدماغ قد تمكننا من ابتكار اختبارات مبسطة بسيطة لتحديد المرض في وقت مبكر.

تطبيق آخر محتمل للنتائج ، وقال نيتز ، هو في الروبوتات. وهو يتعاون حاليًا مع زميل له في جامعة كاليفورنيا في إيرفين لإنشاء شبكة عصبية اصطناعية ذات خواص قشرة عصبية قشرية ، لذلك يمكن للروبوت في يوم من الأيام أن يحل أيضًا أنواع المشاكل الملاحية التي نواجهها (والجرذان) بشكل روتيني.