این مطالعه نشان می‌دهد که حتی حرکات ساده نیز در سراسر مغز امواج ایجاد می‌کنند

تحقیقات جدید دانشگاه اورگان نشان می‌دهد که حتی یک حرکت ساده مانند فشار دادن یک دکمه، امواجی از فعالیت را در سراسر شبکه‌های نورون‌های سراسر مغز ارسال می‌کند.

این یافته نشان می‌دهد که مغز انسان چقدر پیچیده است و تصویر کتاب درسی ساده‌شده از نواحی مجزای مغز که به عملکردهای خاص اختصاص داده شده است را به چالش می‌کشد.

الکس راک هیل، دانشجوی فارغ التحصیل در آزمایشگاه پروفسور فیزیولوژی انسانی نیکی سوان، می گوید: «واقعاً به خوبی شناخته شده است که قشر حرکتی اولیه خروجی حرکت را کنترل می کند. اما حرکت خیلی بیشتر از این یک ناحیه مغز است.

راک‌هیل اولین نویسنده مقاله جدیدی از آزمایشگاه است که در دسامبر در سال 2019 منتشر شد مجله مهندسی عصبی.

سوان و تیمش به لطف همکاری با پزشکان و محققان دانشگاه علوم و بهداشت اورگان در حال مطالعه شبکه های مغز در انسان هستند. تیم OHSU از تکنیکی به نام EEG داخل جمجمه ای برای تعیین محل شروع تشنج در بیماران مبتلا به صرع مقاوم به درمان استفاده می کند. آنها با جراحی مجموعه ای از الکترودها را در مغز بیماران کاشت می کنند تا دقیقاً زمان و مکان وقوع تشنج را مشخص کنند و به طور بالقوه ناحیه آسیب دیده مغز را از بین ببرند.

EEG داخل جمجمه ای همچنین می تواند بینش ارزشمندی را در مورد سایر فعالیت های مغز نیز ارائه دهد. سوان گفت که این یک تکنیک “استاندارد طلایی” است. اما محققین به ندرت به آن دسترسی دارند، زیرا کاشت الکترودها فرآیند بسیار فشرده ای است. شرکت کنندگان در مطالعه سوان موافقت کرده اند که به تیم او اجازه دهند مغز آنها را در حالی که از قبل به الکترودهایی برای مطالعه تشنج متصل هستند، مطالعه کنند.

سوان و همکارانش به شرکت کنندگان در مطالعه یک کار ساده مرتبط با حرکت دادند: فشار دادن یک دکمه. آنها فعالیت هزاران نورون را در سراسر مغز در حالی که شرکت کنندگان در حال انجام کار بودند، ثبت کردند. سپس، آنها آزمایش کردند که آیا می توانند یک کامپیوتر را آموزش دهند تا تشخیص دهد که آیا الگوهای خاصی از فعالیت مغز در زمانی که شرکت کننده در حال استراحت یا در حال حرکت است، ثبت می شود یا خیر.

در نواحی خاصی از مغز، سیگنال ها آشکار بودند. اینها مناطقی بودند که قبلاً با حرکت مرتبط بودند، جایی که بیشتر نورون ها احتمالاً روی آن رفتار متمرکز هستند. اما محققان همچنین دریافتند سیگنال‌های مغزی پیش‌بینی‌کننده حرکت در سراسر مغز، از جمله در مناطقی که به طور خاص به آن اختصاص داده نشده‌اند.

سوان گفت: در بسیاری از قسمت‌های مغز، «ما می‌توانیم با دقت بالاتر از شانس پیش‌بینی کنیم که آیا این داده‌ها در حین حرکت بوده یا نه».

راک‌هیل افزود: «ما متوجه شدیم که طیفی از نواحی مغز وجود دارد، از نواحی حرکتی اولیه که می‌توانید 100 درصد مواقع حرکت فرد را رمزگشایی کنید تا مناطق دیگری که در 75 درصد مواقع قابل رمزگشایی هستند».

او گفت: در برخی از مناطقی که در حرکت تخصص ندارند، “برخی از نورون ها ممکن است شلیک کنند، اما ممکن است توسط نورون هایی که به حرکت مرتبط نیستند غلبه کنند.”

یافته های آنها مکمل مطالعه ای است که در سال 2019 در مجله منتشر شد طبیعت، که در آن سایر محققان شبکه های مغزی گسترده مشابهی را در ارتباط با حرکت در موش نشان دادند.

سوان گفت: “این مقاله نشان داد که حرکت در همه جای مغز وجود دارد، و مقاله ما نشان می دهد که این موضوع در انسان نیز صادق است.”

این پدیده احتمالاً به حرکت نیز محدود نمی شود. سیستم‌های دیگر، مانند بینایی و لمس، احتمالاً بیش از آنچه قبلاً تصور می‌شد، در حال گسترش در مغز هستند.

اکنون این تیم در حال توسعه وظایف جدید است که شامل انواع مختلف حرکت است تا ببیند چگونه آن‌ها در مغز ظاهر می‌شوند. و آنها قصد دارند به همکاری با OHSU ادامه دهند و محققان بیشتری را در پروژه مشارکت دهند و درک عمیق تری از پیچیدگی های مغز به دست آورند.

سوان گفت: اکنون که این همکاری جدید را داریم فرصت های زیادی وجود دارد. ما واقعاً خوش شانس هستیم که می‌توانیم با همکاری با تیم OHSU و بیماران باورنکردنی آنها، چنین داده‌های هیجان‌انگیزی را جمع‌آوری کنیم.»