تحقیقات ممکن است سرنخ هایی برای اختلالات حسی مغز ارائه دهد

چگونگی سازگاری مغز انسان با تحریک خارجی – مکانیزم مهمی برای بقای گونه ها – توسط تحقیقات دانشگاه کوئینزلند (UQ) واضح تر شده است.

محققین موسسه مغز کوئینزلند (QBI) دکتر روبن ریدو و پروفسور جیسون ماتینگلی کشف کرده‌اند که وقتی در معرض ورودی‌های حسی طولانی یا مکرر قرار می‌گیرند، دو فرآیند مجزا در مغز انسان ایجاد می‌شود.

دکتر ریدو گفت: «وقتی نور وارد چشم می‌شود، نورون‌ها در نواحی بینایی مغز شروع به شلیک می‌کنند و دانشمندان مدت‌ها بحث کرده‌اند که آیا مغز با این ورودی طولانی‌مدت سازگار می‌شود، زیرا نورون‌ها خسته می‌شوند، یا در عوض به طور انتخابی‌تری برای تیزتر کردن ادراک شلیک می‌کنند.

کار ما برای اولین بار نشان داد که هر دو فرآیند اتفاق می‌افتند، اما در مقاطع زمانی مختلف فعال می‌شوند.»

تیم تحقیقاتی آزمایشی را برای اندازه گیری پدیده ای به نام tilt-aftereffect طراحی کرد – یک توهم بصری که در آن قرار گرفتن طولانی مدت در معرض یک محرک بصری باعث تغییر جهت گیری های بعدی می شود.

دکتر ریدو توضیح داد: «اگر چند ثانیه به یک تکه نوار سیاه و سفید خیره شوید که کمی در جهت عقربه‌های ساعت از عمودی چرخیده است، و سپس به یک الگوی کاملاً عمودی نگاه کنید، به نظر می‌رسد که این نوارهای عمودی کمی در خلاف جهت عقربه‌های ساعت متمایل شده‌اند.

فعالیت الکتریکی مغز داوطلبان با استفاده از الکتروانسفالوگرافی (EEG) در شروع آزمایش و دوباره پس از مشاهده الگوها اندازه گیری شد.

نتایج با یک مدل پیچیده و محاسباتی یک مغز در حال کار مقایسه شد.

دکتر ریدو گفت: «ما فرضیه‌های مختلفی را برای اینکه چگونه سازگاری فعالیت مغز را تغییر می‌دهد شبیه‌سازی کردیم و متوجه شدیم که نه «خستگی» و نه «تیز شدن» به تنهایی نمی‌توانند آنچه را که اتفاق می‌افتد توضیح دهد.

اما وقتی این دو را با هم ترکیب کردیم، شروع به دیدن یک مسابقه کردیم.

ما کشف کردیم که نورون های بینایی ابتدا در مرحله انطباق خستگی نشان می دهند، اما پس از چند صد میلی ثانیه، به گونه ای رفتار می کنند که نشان می دهد آنها در حال تشدید ادراک هستند.

پروفسور متینگلی گفت که این فرآیند را می توان با تکمیل یک پازل مقایسه کرد. “معمولاً شما تا حدودی تصور می کنید که وقتی پازل به پایان برسد چگونه باید باشد، اما در حالی که قطعات را کنار هم می چینید، باید به جزئیات دقیق هر قطعه توجه کنید.”

“مغز اطلاعات مربوط به اینکه تصویر نهایی ممکن است شبیه به چه شکل باشد را با اطلاعات حسی دریافتی که توسط چشم ها منتقل می شود ترکیب می کند و به ما امکان می دهد آنچه را که می بینیم تشخیص دهیم.”

پروفسور ماتینگلی گفت که نتایج به توضیح یکی از پیچیده ترین فرآیندهای مغز کمک کرد و بستری برای تحقیقات بیشتر در مورد اینکه وقتی آسیب یا بیماری مغز باعث از کار افتادن سیستم می شود چه اتفاقی می افتد فراهم کرد. او گفت: “بیشتر ما می توانیم اشیاء و صداهای آشنا را بدون زحمت تشخیص دهیم، اما محاسباتی که مغز برای انجام آن نیاز دارد بسیار پیچیده است و به خوبی درک نشده است.”

“داشتن درک بهتر از نحوه عملکرد سیستم های حسی در یک مغز سالم می تواند به ما در مورد آنچه که در هنگام نقص عملکرد سیستم اتفاق می افتد به ما بگوید و راه را برای تشخیص و درمان بهتر اختلالات حسی در آینده هموار کند.”

یافته ها در مجله منتشر شده است مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم.

ارائه شده توسط موسسه مغز کوئینزلند