آیا مغز انسان قوی تر از تصور ماست؟

احتمالا بارها از زبان دوستان، آشنایان یا در گزارش ها و مقالات مختلف شنیده یا خوانده اید که مغز انسان ها بیش از آنچه که از آن استفاده می کنند قدرت دارد. حالا نتیجه تحقیقات دانشمندان دانشگاه UCLA تا حدودی این باور را قوت می بخشد. بر اساس این تحقیقات مغز انسان می‌تواند نسبت به باور پیشین، ۱۰۰ برابر قوی‌تر باشد.

مطالعات محققان در دانشگاه کالیفرنیا لس‌آنجلس (UCLA) حاکی از این است که بخشی از عصب های مغزی انسان نسبت به آنچه که پیشتر تصور می شد فعال تر است. این تحقیقات که در قالب مقاله ای در مجله‌ی ساینس به چاپ رسیده است به خوبی نشان می دهد که مغز ما ترکیبی از کامپیوترهای آنالوگ و دیجیتال است.

این مطالعات که با محوریت شاخه‌های متعدد سلول‌های عصبی (دَندِریت) انجام شده ثابت کرده است که دندریت ها برخلاف باور پیشین که چیزی جز مجاری ارتباطی برای انتقال سیگنال‌ فعالیت‌های الکتریکی تولید شده در سوما (تنه‌ی سلولی) میان سلول های عصبی تصور نمی شدند، به شدت فعال هستند و می توانند سیگنال های بیشتری را ارسال کنند.

این یافته‌ها تمامی پیش فرض های گذشته که سیگنال‌های سوماتیک را اصلی‌ترین راه برای یادگیری و شکل دادن حافظه و ادراک ما می دانست، به چالش می‌کشند. به عقیده مایانک مِهتا، نویسنده‌ ارشد این مقاله “شاخه‌های سلول‌های عصبی یا دندریت‌ها بیش از ۹۰ درصد بافت عصبی را تشکیل می‌دهند. آگاهی از فعالیت بیشتر این سلول‌ها نسبت به سوما، به‌طور اساسی ماهیت درک ما نسبت به چگونگی محاسبات اطلاعات در مغز را تغییر می‌دهد. این موضوع می‌تواند به درک و درمان اختلالات عصبی کمک کند و ساخت کامپیوترهای شبیه به مغز را ممکن سازد.”

افزون بر این محققان دانشگاه UCLA پس از انجام آزمایش های متعدد دریافتند که دندریت ها در مقابسه با سیگنال‌های فعالیت الکتریکی تولیدشده توسط سوماها می توانند ولتاژهای قوی­تر و بادوام‌تری را تولید کنند. به عقیده آنها سیگنال‌های عصبی با پالس‌های الکتریکی کوتاه، شبیه به محاسبه‌ی دیجیتال هستند و از این حیث رویدادهای «همه‌یاهیچ» محسوب می‌شوند، در حالی‌ که جریان‌های دندریتی (شاخه‌ای) شباهت به محاسبات آنالوگ دارند.

در این رابطه مایانک مِهتا می گوید: ما دریافتیم که دندریت‌ها دوگانه هستند و هر دو محاسبه‌ی آنالوگ و دیجیتال را انجام می‌دهند که نسبت به کامپیوترهای تماماً دیجیتال متفاوت هستند، اما تا حدی نیز شبیه به کامپیوترهای کوانتومی آنالوگ هستند. یک باور ریشه‌ای در علم عصب‌شناسی این بوده است که نورون‌ها ابزارهای دیجیتال هستند. آن‌ها هم می‌توانند سیگنال تولید کنند و هم تولید نکنند. این نتیجه نشان می‌دهد که دندریت‌ها تنها شبیه به دستگاه‌های دیجیتال رفتار نمی‌کنند. دندریت‌ها سیگنال‌های دیجیتال همه‌یاهیچ تولید می‌کنند، اما نوسان‌های آنالوگ بزرگی نیز نشان می‌دهند که همه‌یاهیچ نیستند. این یک انقلاب بزرگ در علم عصب‌شناسی و باورهای ۶۰ ساله‌ی آن است.

یک نورون با دندریت‌هایی که به رنگ سبز نمایش داده شده‌اند.

در واقع با توجه به نتایج این مطالعات و در نظر گرفتن این موضوع که دندریت‌ها از نظر حجمی تقریباً ۱۰۰ برابر بزرگ‌تر از سوماها هستند، احتمال افزایش ۱۰۰ برابری ظرفیت محاسبه اطلاعات مغز انسان ها قدرت بیشتری به خود گرفته است.

تیم محققان دانشگاه UCLA با پیوند الکترودهایی در کنار دندریت های مغز موش ها دریافتند که دندریت ها در هنگام خوابیدن موش ها ۵ برابر فعال‌تر از سوماها هستند و در هنگام بیداری و حرکت آنها نیز ۱۰ برابر فعال‌تر عمل می‌کنند. براساس این یافته ها می توان احتمال داد که یادگیری در انسان ها نسبت به آنچه که پیشتر تصور می شد با انعطاف بیشتری انجام می شود.

جیسون مور یکی از نویسندگان این مقاله پیرامون این موضوع عنوان کرد: در بسیاری از مدل‌های پیشین، فرض بر این بود که یادگیری زمانی اتفاق می‌افتد که سلول‌های دو نورون در یک زمان فعال می‌شوند. یافته‌های ما نشان می‌دهند که یادگیری ممکن است وقتی نورون ورودی هم‌زمان با یک دندریت فعال است، رخ دهد. به‌علاوه، بخش‌های متفاوت دندریت‌ها می‌توانند در زمان‌های متفاوت فعال شوند که نشان‌دهنده‌ی انعطاف‌پذیری بیش‌ از انتظار در یادگیری درون یک نورون مجزا است.

مهتا می افزاید: به سبب مشکلات تکنولوژیکی، تحقیق در مورد کارکرد مغز به‌طور گسترده‌ای روی بدنه‌ی سلولی انجام می‌شود. با این‌ حال ما راز زندگی عصب‌ها، به‌خصوص در شاخه‌های عصبی گسترده را کشف کرده‌ایم. این نتایج درک ما از چگونگی محاسبات نورون‌ها را به‌طور کلی تغییر می‌دهد.



بدون دیدگاه