اتصالات مغزی سرعت خاص خود را دارند

قشر مغز که در سطح مغز قرار دارد، عملکردهای شناختی، زبانی و پیچیده ای را کنترل می کند که به ما امکان می دهد جهان را بازنمایی کنیم یا خود را به آینده فرافکنی کنیم. با توانایی طبقه بندی و مرتبط کردن محرک هایی که از حواس پنج گانه ما دریافت می کند، قشر این اطلاعات را به یکدیگر پیوند می دهد تا آن را معنا کند. برای انجام این کار، انواع مختلفی از نورون ها در طول رشد جنینی و اوایل زندگی پس از تولد، اتصالات قشر مغز برقرار می کنند. مکانیسم بیولوژیکی که توسط آن این مجموعه ظریف ایجاد می شود چیست؟ گروهی از دانشگاه ژنو (UNIGE)، سوئیس، اکنون این فرآیند را رمزگشایی کرده‌اند: اگرچه نورون‌ها از نظر تشریحی متمایز هستند، اما برنامه‌های ژنتیکی آن‌ها بسیار مشابه است. به نظر می رسد که تفاوت ها در طول بلوغ مولکولی این نورون ها ظاهر می شوند، که باید از یک ریتم دقیق برای ایجاد ارتباطات مناسب پیروی کنند. این نتایج شگفت انگیز را می توان در مجله کشف کرد طبیعت.

عملکردهای مختلف مدیریت شده توسط قشر مغز به طور تصادفی توزیع نمی شوند، بلکه بر اساس یک نقشه دقیق سازماندهی می شوند. به عنوان مثال، نواحی بصری در پشت سر قرار دارند، در حالی که لمس در پهلو و کنترل موتور در جلو نشان داده می شود. با این حال، برای انجام وظایف مختلف خود، این مناطق باید به طور موثر ارتباط برقرار کنند. دنیس جابادون، پروفسور دپارتمان علوم اعصاب پایه در دانشکده پزشکی UNIGE که رهبری این تحقیق را بر عهده داشت، توضیح می‌دهد: «و این به طور مداوم تأیید می‌شود: برای مثال، برای گرفتن یک توپ، نواحی بینایی و حرکتی باید هماهنگ باشند. این ارتباطات برای انسانها برای ساختن بینشی منسجم از جهان ضروری است. با این حال، باید انتخاب هایی انجام شود تا تداعی ها اشتباه نباشد و مفیدترین تداعی ها انتخاب شوند.

یک پارتیشن ژنتیکی مشترک با سرعت متفاوتی اجرا می شود

اتصالات بین نواحی قشر مغز توسط به اصطلاح «نرون‌های پیش‌بینی قشر درون ناحیه‌ای» (ICPN) ایجاد می‌شود که سیگنال‌های الکتریکی را به هدف(های) قشری خود ارسال می‌کنند. دنیس جابادون خاطرنشان می کند: «برای اینکه نواحی قشری با هم ارتباط برقرار کنند، سیستم باید دقیقاً به هم متصل شود و برای اینکه این اتفاق بیفتد، انواع مختلفی از اتصالات باید در مکان مناسب و در زمان مناسب ایجاد شوند.» برای درک چگونگی وقوع این پدیده، دکتر استر کلینگلر، محقق تیم Denis Jabaudon، و همکارانشان چگونگی برقراری ارتباط بین نواحی مسئول مهارت های لمسی و حرکتی را در موش ها پس از تولد مطالعه کردند. “در کمال تعجب ما، برنامه های ژنتیکی دو جمعیت ICPN، علیرغم تفاوت های تشریحی، به طور کلی متفاوت نبودند. با این حال، سرعت بیان آنها به طور قابل توجهی متفاوت بود.”

بنابراین، نورون‌هایی که اتصالات یک نوع معین را ایجاد می‌کنند، با سرعت بیشتری توسعه می‌یابند، در حالی که سایر نورون‌هایی که کندتر رشد می‌کنند، به سایر نواحی قشر مغز متصل می‌شوند. “کار ما نشان می دهد که ایجاد تنوع در نورون ها همیشه به تنوع ژنتیکی عمده نیاز ندارد. به نظر می رسد که در این مورد، صفحه موسیقی مشابه است، فقط ریتم موسیقی تغییر می کند.”

دانشمندان برای تایید کشف خود، اجرای این برنامه ژنتیکی را با بیان ژنی که معمولاً تنها در ابتدای فرآیند بیان می‌شود، در مدت زمان طولانی تغییر دادند. موش‌ها سپس اتصال حسی-حرکتی غیرطبیعی و همچنین کاوش غیرعادی در محیط خود نشان دادند. این تغییر واحد کل سیستم را مختل کرد.

رابطه لمس-حرکت حرف اول را می زند

بنابراین، انواع نورون‌های متمایز دارای ریتم‌های بلوغ مشخصی هستند که در ترتیب ظاهر شدن اتصالات بین نواحی مغز منعکس می‌شوند. دنیس جابادون توضیح می‌دهد: «در موش‌ها، اکتشاف فعال محیط تنها در دو هفته اول زندگی به تدریج ظاهر می‌شود، که مطابق با ترتیب اتصالات بین نواحی مربوطه مغز است». رشد متوالی این نورون‌های مختلف به توانایی‌های حسی اجازه می‌دهد تا طبق برنامه‌ای مشابه ظاهر شوند: موش تازه متولد شده ابتدا نیاز به مکیدن دارد – و بنابراین، ابتدا رابطه لمسی را ایجاد می‌کند – و سپس برای حرکت، توانایی‌های حرکتی را توسعه می‌دهد. توسط سایر نواحی مغزی پردازش می شود.” گام به گام، قشر مغز یاد می گیرد که فقط در مواقع ضروری ارتباط برقرار کند تا بتواند اطلاعات را به درستی پردازش کند. در مغز نیز برای هر چیزی زمان و مکان وجود دارد.