کشف یک تفاوت اساسی بین مغز انسان و حیوانات

به گزارش گروه دانش و فناوری، تیمی به سرپرستی پژوهشگران موسسه فناوری فدرال سوئیس در لوزان(EPFL) از تکنیک‌های تجزیه و تحلیل پیشرفته داده‌ها در کنار اسکن‌های تصویربرداری fMRI برای تجزیه و تحلیل فعالیت مغز در انسان‌ها، موش‌ها و میمون‌های ماکاک استفاده کردند.

پژوهشگران با مقایسه «نقشه‌های ترافیک» به ‌دست ‌آمده از مغز دریافتند که مغز انسان از چندین مسیر موازی برای انتقال اطلاعات از یک منطقه به منطقه دیگر استفاده می‌کند، در حالی که مغز موش‌ها و ماکاک‌ها تنها از کانال‌های منفرد استفاده می‌کند.

الساندرا گریفا، مهندس زیست پزشکی در EPFL می‌گوید: آنچه در مطالعه ما جدید است، استفاده از داده‌های چندوجهی در یک مدل واحد است که دو شاخه از ریاضیات را ترکیب می‌کند که شامل «نظریه گراف» که نقشه‌های راه چند سیناپسی را توصیف می‌کند و «نظریه اطلاعات» است که انتقال اطلاعات یا ترافیک را از طریق مسیرها ترسیم می‌کند.

وی افزود: اصل اساسی این است که پیام‌های ارسال شده از منبع به مقصد بدون تغییر باقی می‌مانند.

ترافیک اطلاعاتی که در مغز حرکت می‌کند، مانند ترافیکی است که در جاده‌ای با توقف‌های متعدد در مسیر حرکت می‌کند. به نظر می‌رسد مغز ما به طور همزمان از چندین جاده استفاده می‌کند تا کاروان سیگنال‌ها را به مقصد برساند.

علاوه بر این، پژوهشگران کشف کردند که این مسیرهای موازی به اندازه اثر انگشت منحصر به فرد هستند. آنها می‌گویند، مطالعه روش خاصی که اطلاعات در اطراف مغز جریان می‌یابد، می‌تواند سیستم‌های عصبی فردی را تشخیص دهد.

گریفا می‌گوید: چنین پردازش موازی در مغز انسان فرضیه شده است، اما قبلاً هرگز در سطح کل مغز مشاهده نشده بود.

اینکه چگونه این کانال‌های چندگانه بر پردازش فکر تأثیر می‌گذارند و چرا ما آنها را داریم، در حالی که حیوانات دیگر ندارند، فراتر از محدوده این مطالعه است. با این حال، پژوهشگران فکر می‌کنند که مغز بزرگتر ما الگوهای پیچیده‌تری از اتصال را ممکن و فعال کرده است.

پژوهشگران می‌گویند، این ویژگی همچنین ممکن است سطحی از انعطاف‌پذیری را به مغز انسان اضافه کرده باشد که اگر یک کانال مسدود شود یا آسیب ببیند، این امکان وجود داشته باشد که اطلاعات به کانال دیگری تغییر مسیر دهند.

در ادامه، این پژوهش می‌تواند به ما کمک کند تا تعیین کنیم که چگونه آسیب‌های ناشی از آسیب‌های مغزی می‌تواند ترمیم شود یا چگونه می‌توانیم در برابر ایجاد شرایطی مانند زوال عقل محافظت ایجاد کنیم.

گریفا می‌گوید: ما می‌توانیم فرض کنیم که این جریان‌های اطلاعاتی موازی امکان بازنمایی چندگانه واقعیت و توانایی انجام عملکردهای انتزاعی خاص برای انسان‌ها را فراهم می‌کنند.

وی افزود: ما به نحوه حرکت اطلاعات نگاه کردیم، بنابراین گام جالب بعدی، مدل‌سازی فرآیندهای پیچیده‌تر برای مطالعه نحوه ترکیب و پردازش اطلاعات در مغز برای ایجاد چیزی جدید است.

این پژوهش در مجله Nature Communications منتشر شده است.

انتهای پیام