این مطالعه، منشأ فعالیت‌های برانگیخته صدا را در قشر بینایی موش روشن می‌کند

مطالعات اخیر نشان داده اند که مناطق مغزی که قبلا تصور می شد فقط نوع خاصی از محرک های حسی را پردازش می کنند، مانند قشر بینایی، می توانند تحت تاثیر سایر محرک های حسی قرار بگیرند. این ممکن است نشان دهد که این مناطق مغز در واقع چند حسی هستند، به این معنی که می توانند محرک های حسی مختلف را پردازش کنند.

محققان دانشگاه کالج لندن اخیرا مطالعه‌ای را با هدف بررسی بیشتر این فرضیه انجام داده‌اند، به‌ویژه به بررسی فعالیت‌های برانگیخته صدا در قشر بینایی یا ناحیه V1 مغز موش. یافته های آنها، منتشر شده در علوم اعصاب طبیعت، منشا احتمالی فعالیت V1 که توسط محرک های شنوایی برانگیخته می شود را مشخص کنید.

سلیان بیمبارد، یکی از محققانی که این مطالعه را انجام داده است، به مدیکال اکسپرس گفت: «شواهد فزاینده نشان می‌دهد که قشر بینایی توسط صداها فعال می‌شود و بنابراین «شنوایی» نیز هست. این میدان تلاش می‌کند تا بفهمد چرا این سیگنال‌ها اینجا هستند و از کجا می‌آیند. اعتقاد بر این است که آنها از قشر شنوایی به ارث رسیده‌اند، که برآمدگی‌ها را به قشر بینایی می‌فرستد. در مطالعه خود، ما این توافق را به چالش کشیدیم: ما آزمایش کردیم. این فرضیه که این سیگنال ها در واقع از تغییرات ناشی از صدا در حالت و رفتار درونی حیوان می آیند.”

تحقیقات گذشته علوم اعصاب به طور مداوم نشان داده است که صداها گاهی اوقات می توانند حرکات بدن را تحریک کنند. در سال‌های اخیر، برخی از مطالعات نشان داده‌اند که این حرکات غیرارادی بدن می‌تواند باعث ایجاد فعالیت گسترده در سراسر مغز شود.

به عنوان بخشی از مطالعه خود، بیمبارد و همکارانش این فرضیه را آزمایش کردند که پاسخ های “شنیداری” در قشر بینایی در واقع منشأ رفتاری دارند. پیش‌بینی آن‌ها این بود که این پاسخ‌ها در سراسر نورون‌ها و نواحی مغز مشابه هستند، مستقل از ورودی‌های قشر شنوایی هستند و به راحتی به رفتار موش‌هایی که روی آنها آزمایش می‌کردند متصل می‌شوند.

بیمبارد توضیح داد: «برای آزمایش این فرضیه، صداها را برای موش‌هایی که به طور غیرفعال گوش می‌کردند پخش کردیم، در حالی که همزمان حرکات بدن آنها را زیر نظر گرفتیم و فعالیت مغز آنها را با کاوشگرهای نوروپیکسل با چگالی بالا ضبط کردیم. ما دیدیم که پاسخ‌های نورون‌های قشر بینایی بسیار شبیه به یکدیگر بودند و حتی شبیه پاسخ‌های ناحیه دیگری از مغز، سازند هیپوکامپ، که ورودی شنیداری بسیار کمی دریافت می‌کند، به نظر می‌رسیدند.»

متعاقباً محققان همچنین ترانسکتومی را روی موش‌ها انجام دادند تا الیافی را که از قشر شنوایی به بصری می‌رفتند برش دهند. جالب توجه است، آنها دریافتند که پاسخ‌های برانگیخته صدا در قشر بینایی موش حتی پس از قطع شدن پیوند آن با قشر شنوایی با عمل جراحی همچنان ادامه دارد.

در نهایت، بیمبارد و همکارانش مجموعه‌ای از مدل‌ها ساختند که منبع پاسخ‌های برانگیخته صدا را در قشر بینایی پیش‌بینی می‌کردند (یعنی اینکه آیا مستقیماً از صدا گرفته می‌شد، از رفتار/حرکات موش‌ها یا ترکیبی از هر دو). آنها دریافتند که رفتار موش ها به تنهایی تمام این پاسخ ها را توضیح می دهد.

بیمبارد گفت: «مطالعه ما بر پاسخ‌های شنوایی در قشر بینایی متمرکز بود، اما ممکن است برای بسیاری از زمینه‌های دیگر اعمال شود. “بر اساس مطالعات قبلی، نتایج ما نشان می دهد که برای درک آنچه که نورون های مغز انجام می دهند، باید یک گام به عقب برداریم و همیشه به آنچه ممکن است کل مغز و بدن اطراف آنها انجام می دهند نگاه کنیم. این مسیر تحقیقاتی هر دو را باز می کند. راه‌های روش‌شناختی (یعنی رفتار باید با دقت بررسی شود) و سؤالات مفهومی (یعنی آیا این بازنمایی‌های تجسم‌یافته برای مغز و رفتار مهم هستند؟ آیا آنها از محاسبه‌ای برای ادراک یا به طور کلی شناخت پشتیبانی می‌کنند؟).

به طور کلی، مطالعه اخیر این تیم از محققان نشان می دهد که قشر بینایی به خودی خود به محرک های شنیداری واکنش نشان نمی دهد، بلکه به رفتارها و حرکات غیرارادی ناشی از این محرک ها واکنش نشان می دهد. به عبارت دیگر، به نظر نمی رسد که قشر بینایی محرک های شنوایی را پردازش کند. در عوض، به نظر می رسد که به سیگنال های کم بعدی مرتبط با وضعیت و رفتار درونی حیوان پاسخ می دهد.

بیمبارد افزود: «یک گام بعدی در تحقیق ما این است که بفهمیم این سیگنال‌های مرتبط با رفتار از کجا می‌آیند و چگونه با فعالیت محلی مغز تعامل دارند.»

© 2023 Science X Network