تصور اشتباه درباره‌ی طرف چپ و راست مغز انسان
مجله علمی ایلیاد - معمولاً به ما گفته شده که قسمت چپ مغز، سمت راست بدن را کنترل می‌کند و برعکس؛ اما تحقیقات جدید نشان می‌دهد که قضیه خیلی پیچیده‌تر از اینها است. دانشمندان طی دهه‌ها، شواهدی را هم در انسان و هم در حیوانات یافته‌اند که نشان می‌دهد فقط نیمکرهی غیرهم‌سوی مغز نیست که در حرکت بدن نقش دارد، بلکه نیمکرهی هم‌سو نیز نقش مهمی دارد.
با این وجود، تا حدی که نیمکرهی هم‌سوی مغز به تنظیم حرکات اندام‌ها و انگشتان کمک می‌کند، سمت مشترک بدن هیچوقت به خوبی شناخته نشده است. اکنون پژوهشگران اصول جدیدی در شناسایی رابطه‌ی بین فعالیت قشری و حرکت هم‌سو ارائه داده‌اند. پژوهشگران دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس برای اولین بار نشان دادند که می‌توان از سیگنال‌های الکتروکورتیکوگرافی انسان «ECoG» هم‌سو با اندام در حال حرکت، جنبش‌شناسی حرکت بازوی سه‌بُعدی، شامل سرعت، شتاب و موقعیت اندام را رمزگشایی کرد.
نویسندگان در مقاله‌ی خود نوشتند: «این نتایج، درک ما را توضیح می‌دهد که نیمکرهی هم‌سو به شدت به اجرای دستورات کمک می‌کند و از این یافته حمایت می‌کند که اطلاعات حرکات پیچیده در انسان، بیش از آنچه قبلاً تصور می‌شد، در هر دو نیم‌کره نشان داده می‌شود.» قبل از این، شواهد سینماتیک حرکت که از نیمکرهی هم‌سو رمزگشایی شده بود، نسبتاً محدود بود.
دقیق‌تر بگوییم، پژوهشگر اصلی و دانشمندان علوم اعصاب «اریک سی. لیوتارد»، روش جداگانه‌ی ECoG را در چهار بیمار مبتلا به صرع اجرا کردند تا منبع بیماری و وضعیت آن‌ها را مشخص کنند. لیوتارد با کاشتن الکتروهای ECoG در مغز آن‌ها که می‌تواند فعالیت عصبی آن‌ها در هر دو نیمکرهی راست و چپ مغز را ثبت کند، می‌خواست هر دو فعالیت هم‌سو و غیرهم‌سوی مغز را در زمانی که شرکت‌کنندگان بازوهای خود را در تمرینی سه‌بُعدی حرکت می‌دادند، اندازه‌گیری کند.
این پژوهشگران با استفاده از الگوریتم یادگیری ماشین برای رمزگشایی سیگنال‌های عصبی، دریافتند که سینماتیک حرکتی در هر دو نیم‌کره‌های قشری توزیع شده است و شواهدی وجود دارد که حرکت هم‌سوی بازو با دقت قابل مقایسه‌‌‌ای نسبت به حرکات غیرهم‌سو، رمزگشایی شده بود. پژوهشگران می‌گویند این ضرورتاً بدان معنا نیست که نیمکرهی هم‌سو علت اصلی و غالب حرکت فیزیکی در اندام‌های نزدیک به آن است، بلکه این حقیقت که اطلاعات بسیار بیشتری توسط نیمکرهی هم‌سو تجزیه می‌شود، به خودی خود قابل توجه و مهم است.
نویسندگان توضیح دادند: «در حالی که توانایی رمزگشایی سینماتیک اندام هم‌سو، نقش عینی نیمکرهی هم‌سو برای انجام حرکت را ایجاد نمی‌کند، اما بازنمایی ویژگی‌های خاص حرکت، مانند سینماتیک، شرط لازمی برای نیمکرهی هم‌سو است تا بتواند در انجام حرکت نقش عینی داشته باشد. این اولین مطالعه‌ای است که نشان می‌دهد سینماتیک مشخص حرکات بازو، به لحاظ هر دو نیم‌کره، روی مبنای نقطه‌ی زمانی بر نقطه‌ی زمانی نشان داده می‌شود.»
بدیهی است که باید انتظارات خود را بررسی و بازبینی کنیم، زیرا مطالعه‌ی کنونی فقط شامل چهار بیمار است و قبل از اینکه بدانیم دقیقاً چه چیزی در آنجا بین دو سمت مغز رخ می‌دهد، به تحقیقات بسیار بیشتری نیاز است. اما پژوهشگران می‌گویند یافته‌های آن‌ها پیشرفت مهمی را نشان می‌دهد که می‌تواند روزی به درمان‌های بالقوه‌ی جدید برای بیماران مبتلا به سکته‌ی مغزی، که بیماری آن‌ها ممکن است بر یک سمت بدن تاثیر بگذارد، اما بر سمت دیگر آسیب نرساند، کمک کند.
پژوهشگران توضیح می‌دهند: «توانایی استفاده از ECoG به منظور رمزگشایی سینماتیک دست سمت مشابه، امکان استفاده از سیگنال‌های نیمکرهی تاثیر نپذیرفته در افرادی که از سکته‌ی مغزی جان سالم به در برده‌اند، برای کنترل رابط مغز «کامپیوتر BCI» را نیز برجسته می‌کند.»
علاوه بر آن، این امکان وجود دارد که با توجه به اینکه هر دو نیمکرهی مغز ظاهراً نمایش قشری مشابهی از اطلاعات سینماتیک حرکتی را ثبت می‌کنند، روزی این یافته‌ها بتواند به بیماران کمک کند تا دوباره یاد بگیرند که به عنوان بخشی از درمان توانبخشی مبتنی بر هم‌سویی، بدن خود را کنترل کنند. روزهای اول است، اما یادگیری آن هیجان‌انگیز است که بتواند در آینده برای هزاران نفر سودمند باشد.
پژوهشگران نوشتند: «درمجموع، این مطالعه نشان می‌دهد که سینماتیک سه‌بُعدی حرکات هم‌سوی بازو در سیگنال‌های ECoG رمزگشایی می‌شود. این نتایج، شواهدی مبنی بر اینکه نیمکرهی هم‌سو در برنامه‌ریزی و انجام حرکات داوطلبانه نقش دارد و پیامدهای مهمی برای برنامه‌های عصب مصنوعی و توانبخشی عصبی دارد را تقویت می‌کند.»
این یافته‌ها در مجله‌ی JNeurosci منتشر شده است.
نوشته: پیتر داکریل
ترجمه: زهرا جهانبانی – مجله علمی ایلیاد