دانشمندان فرضیهای صد ساله را رد کردند!
مجله علمی ایلیاد - مغز انسان بیش از ۸۰ میلیارد عصب دارد که هر کدام به یکدیگر متصل شده و تریلیاردها اتصال با نام «سیناپس» را بهوجود میآورند. مقادیر ذکرشده دور از تصور هستند. نحوهی اتصال هر عصب به مغز و عملکرد آن نیز هنوز در حد نظریه باقی مانده است. تحقیقات جدید فرضیهی ۱۰۰ سالهای در این خصوص که عصب چه چیزی ارسال میکند را رد کرده و نشان از وجود ساز و کار تازهای در اختلالات عصبی بهخصوصی دارد.
گروهی از محققان دانشگاه بارلان، آزمایشی بر روی عصبهای کشتشدهی موشها انجام دادند تا ساز و کار دقیق واکنش عصب به سیگنالهای دریافتی از سلولهای دیگر را نشان دهند. برای درک اهمیت این موضوع، بد نیست بدانید که در سال ۱۹۰۷ میلادی، لوئیس لاپیک، عصبشناس فرانسوی، مدلی برای توضیح نحوهی افزایش ولتاژ اندامک سلولها در واکنش به جریان ایجاد شده ارائه داد.
عصب مورد نظر بهمحض رسیدن به سطح مشخصی، واکنشی بهصورت فعالیتهای ناگهانی نشان میدهد که پس از آن، ولتاژ اندامک صفر میشود. این یعنی عصب تنها در صورت دریافت سیگنال کافی اقدام به ارسال پیام میکند. اظهارات لاپیک، بهصورت کامل مورد اتفاق نظر دانشمندان نبوده است، اما مبانی مدل «اختلاط و ارسال» او هنوز به قوت خود باقی بوده و امروزه پایهی طرحهای محاسباتی عصبی را تشکیل میدهند. به گفتهی محققان تاریخچهی این ایده، توسط تعداد انگشت شماری به چالش کشیده شده است.
«ایدو کانتر»، محقق ارشد این تحقیقات در اینباره گفت: «ما با استفاده از شرایط آزمایشی به این نتیجه رسیدیم، اما اصولاً این نتایج را میتوان با تکنولوژی کشف کرد که از دههی ۱۹۸۰ میلادی موجود است. نتیجهی این باورِ ۱۰۰ ساله، تاخیر حدوداً ۴۰ ساله در کشف این موضوع بوده است.» آزمایشهای صورت گرفته، این پرسش را از دو جهت مورد بررسی قرار دادند؛ اول، بررسی ماهیت افزایش شدید فعالیت بر اساس محلی که در آن جریان الکتریکی بر عصب وارد شده است و دوم، بررسی اثر وجود چندین منبع ارسال توسط عصب. نتایج این آزمایش، نشان میدهد مسیر سیگنال دریافتی میتواند نوع واکنش عصب را تعیین کند.
دریافت سیگنالی ضعیف از چپ و سیگنالی ضعیف از راست و ادغام آنها نمیتواند باعث افزایش ناگهانی فعالیت عصب شود، اما سیگنالی قوی از مسیری معین، میتواند باعث ارسال پیام توسط عصب شود. این روش جدید توصیف پدیدهی فوق، با نام «مجموع فضایی»، میتواند به روشی جدید برای دستهبندی عصبها منتهی شود؛ روشی که با آن میتوان عصبها را بر اساس نحوهی محاسبهی سیگنال دریافتی یا میزان وضوح آن در مسیری معین دستهبندی کرد. حتی این روش میتواند به کشف توضیحاتی در خصوص اختلالات عصبی بیانجامد.
بدیهی است که نباید منطق صد سالهای را بر اساس نتایج بهدست آمده از یک آزمایش دور انداخت. محققان نیز اظهار داشتند که در این آزمایش، تنها نوعی عصب با نام «عصب هرمی» مورد بررسی قرار گرفته است و باید تحقیقات بیشتری در این زمینه صورت گیرد.
اصلاح دانش ما از چگونگی ادغام واحدهای مختلف بهمنظور ایجاد رفتارهای پیچیده میتواند به دیگر زمینههای تحقیقاتی راه یابد. شبکههای عصبی با الهامبخشی خود در زمینهی تکنولوژیهای محاسباتی آینده، میتوانند استعدادهای جدیدی در مغز بیابند که کاربردهای جالبی برای بشر داشته باشند.
نوشته: مایک مکرا
ترجمه: رضا کاظمی - مجله علمی ایلیاد