ویژگی منحصر به فرد نورون‌های چندکاره
مجله علمی ایلیاد - مغز مجموعه‌ی پیچیده‌ای از نورون‌ها است که امکان پردازش چندین محرک را به طور هم زمان فرآهم می‌آورد. اما مطابق یافته‌های تحقیق جدیدی که در دانشگاه دوک انجام شده است، توانایی چندکارگی الزاماً محدود به نورون‌های فراوانی که وظیفه‌ی منحصر به خود را انجام می‌دهند، نیست.
بر طبق نظر محققین، مطالعات پیشین عموماً تنها بر نحوه‌ی واکنش نورون‌های واحد به یک محرک، متمرکز بوده‌اند. محرک‌هایی نظیر یک نوشته و یا عکس. ولی چنین آزمایشی تا زمانی که به پیچیدگی‌های جهان واقعی نپرداخته باشد، بسیار محدود است. این مطالعات نشان می‌دهد نورون‌های حسی فردی، نسبت به دامنه‌ی فرکانس صوتی حساس هستند که این امر این سوال را مطرح می‌سازد که؛ اگر دو صوت به طور هم زمان پخش شوند، این نورون‌ها چگونه آن‌ها را پردازش می‌کنند؟ آیا صوت باعث می‌شود صوت‌های دیگر ناشناخته بمانند؟
«جنیفر گرو» از گروه محققین تحقیق فوق، می‌گوید: «سوالی که ما مطرح کردیم این بود که چگونه نورون‌ها اطلاعات مربوط به دو محرک مختلف در جهان را به طور هم زمان، ذخیره می‌کنند؟ اگر من نورونی باشم که توانایی پاسخگویی به دو تصویر از یک بالش و یک نیمکت که روی آن قرار دارد را داشته باشم، مغز چگونه استنباط می‌کند که هر دو تصویر بالش ونیمکت وجود دارند؟»
این واقعیت که ما می‌توانیم به طور هم زمان به اصوات مختلفی گوش فرا دهیم، نشان می‌دهد که نورون‌های ما چندکاره هستند. برای بررسی نحوه‌ی بروز چنین پدیده‌ای گروه تحقیقات دانشگاه دوک، نخست الکترودهایی را در مغز میمون‌ها به ویژه در مجاری شنوایی آن‌ها، جاسازی کردند تا از این طریق نرخ فعالیت نورونی در واکنش به دو صوت مختلف را اندازه‌گیری کنند.
به این میمون‌ها تعلیم داده شده بود که به جهت صدایی که می‌شنوند، نگاه کنند. بنابراین گروه تحقیق در یک اتاق تاریک نشسته و اصواتی را برای میمون‌ها پخش کردند و امواج مغزی آن‌ها را مشاهده کردند. نتایج نشان داد که نورون واحدی به هر یک از دو صدا با دو نسبت مختلف پاسخ می‌دهد. البته نکته‌ی جالب این که زمانی دو صوت به طور هم زمان پخش می‌شدند، نورون‌ها به سرعت میان دو نرخ فعالیت نورونی مرتبط با هر صوت در تغییر بودند. در بعضی موارد این جایگزینی فقط نیم ثانیه طول می‌کشید، ولی گاه سرعت آن کاهش می‌یافت و بیشتر به طول می‌انجامید.
گرو این‌گونه اظهار داشت: «ما دریافتیم که دوره‌های زمانی‌ای وجود دارد که طی آن یک نورون به یک محرک پاسخ می‌دهد و همچنین دوره‌های زمانی دیگری هم وجود دارد که طی آن‌ها، این نورون به محرک‌های دیگری پاسخ می‌دهد. به نظر می‌رسد که نورون‌ها توانایی جایگزینی هر یک از آن‌ها را دارند.» این گروه تحقیقاتی روشی را نیز برای بررسی محرک بصری پیاده ساختند و آزمایشی را انجام دادند تا نرخ فعالیت نورونی را در پاسخ به تصاویر چهره، بررسی کنند. نتیجه این که نورون‌ها در مواجهه با دو عکس که هم زمان نشان داده می‌شدند، رفتار جایگزینی یکسانی را از خود نشان می‌دادند.
گروه تحقیق فوق معتقد هستند نتایج این تحقیق نه تنها به ما کمک می‌کند دریابیم چگونه به طور هم زمان قادر به توجه به چندین محرک هستیم، بلکه برخی از کمبودهای ذهنی ما را نیز شرح می‌دهد. به ویژه اینکه چرا تنها قادر هستیم پنج تا هفت شئی را در یک زمان، در ذهن‌مان نگه داریم که آن‌را حافظه‌ی فعال می‌نامیم.
گرو می‌گوید: «سیستم حافظه‌ی فعال ما بسیار محدود است و کسی واقعاً نمی‌داند دلیل این محدودیت چیست؟ احتمالاً این محدودیت در نتیجه‌ی برخی از رفتارهای چرخه‌ای رخ می‌دهد که طی آن وقتی فرد در حال رمزگذاری یک چیز در یک زمان و در طول دوره‌ای زمانی، تعداد چیزهایی که می‌توانیم نشان دهیم، به مدت زمان مورد نیاز فرد برای نشان دادن هر یک از این چیزها و سرعت جایگزینی این چیزها در ذهن فرد بستگی دارد.»
نوشته: مایکل ایروینگ
ترجمه: مجله علمی ایلیاد
ترجمه: مجله علمی ایلیاد