٥ يناير ٢٠١٧
ترجمه ابو طه / عدنان احمد الحاجي
New research offers clues into how the brain shapes perception to control behavior
المقالة رقم ٢٠ لسنة ٢٠١٧
ما تراه ليس دائما ما تحصل عليه . وذلك ما اكتشفه الباحثون في جامعة روكفلر وهو شيء جيد.
"في كل مرة تحرك فيها عينيك، يتحرك العالم كله على شبكية عينك"، كما قال گابي ميمون، رئيس مختبر وظيفة الدماغ التكاملية. "لكنك لا تتصور زلزالاً يحدث عدة مرات في الثانية."
ذلك لأن الدماغ لا يتمكن من معرفة ما إذا كانت الحركة البصرية مولدة ذاتيا، مما يجعلها تلغي المعلومات التي من شأنها أن تجعلنا نشعر ونتصرف كما لو كان العالم يدور من حولنا. انه الشيء المذهل للحوسبة العصبية - الشيء الذي يحاول الدكتور ميمون وفريقه فك رموزه في ذباب الفاكهة. ونتائج التحقيقات الأخيرة التي نشرت في دورية الخلية Cell يوم ٥ يناير ٢٠١٧، تقدم رؤى جديدة في كيف يعالج الدماغ المعلومات البصرية للتحكم في السلوك.
في كل مرة تحدق ببصرك (وأنت تقوم بذلك عدة مرات في الثانية)، يرسل الدماغ الأوامر إلى العيون للتحرك. ولكن يتم إصدار نسخة من هذا الأمر داخليا إلى النظام البصري الخاص بالدماغ ،كذلك.
وهذا يسمح للدماغ أن يتنبأ أنه على وشك الحصول على سيل من المعلومات البصرية الناتجة من حركة الجسم نفسه - وللتعويض عنه من خلال تثبيط أو تعزيز نشاط خلايا عصبية معينة.
يحتوي الدماغ البشري على ما يقرب من ٨٠ مليار خلية عصبية مما يعقد مهمة تحديد كيف يمكنه من عمل مثل هذه التنبؤات على وجه الدقة ويغير مفهومنا على المستوى الخلوي.
لحسن الحظ، ذبابة الفاكهة المعروفة ينفذ تؤدي نفس النوع من حركات العين السريعة. مجرد ١٠٠ ألف خلية عصبية في دماغها الذي حجمه حجم بذرة يجب تليها التعامل مع نفس مشاكل التنبؤ والتصور، ولكن على نطاق يمكن ميمون وزملاءه، من أن يدرس التفاصيل المرتبطة ارتباطاً قوياً
هناك اختلافات بين البشر والذباب، بطبيعة الحال. لشيء واحد، عيون الذبابة مثبتة على رأسها. لتغيير تحديقها، فإنه يجب عليها بالتالي المناورة كطائرة صغيرة. ومثل الطائرة، فإنها تتمكن من أن تدور حول محاور متعددة، بما في ذلك الانحراف والانعطاف .
ومع ذلك لا يزال دماغها يستطيع ان يميز بين الحركة البصرية المتوقعة وغير المتوقعة.
عندما تهب عاصفة رياح بشكل غير متوقع ونحرف الذبابة عن مسارها، على سبيل المثال، يحدث رد فعل قوي يعرف باسم ردة فعل الابوموتور optomotor response ( تعريف من خارج النص: سلوك فطري موجود في الأسماك والحشرات من شأنه تثبيت مسار التنقل خلال الانحراف القسري عن المسار) يسبب حرف رأس الحشرة في الاتجاه المعاكس، مما يجعلها تحرك عينيها الى الوراء في اتجاه الهدف الأصلي. كما تثبت الحشرة مسار رحلاتها باستخدام أجنحتها للقيام بما بعكس الدوران.
لو ارادت الذبابة ان تغير تحديقها عمدا، لان شيئا مختلفا حدث. الرغبة في تدوير رأسها وجسدها مرة اخرى في اتجاه الرحلة الأصلي يُثبط بطريقة أو بأخرى. وإلا، فإنها لن تكون قادرة على تغيير تحديقها على الإطلاق.
ولكن كيف يمكن للدماغ الذي لا يملك الا قوة حصان محدودة يبرع في التغلب على هذه المشكلة المعقدة؟
في دراسة سابقة، بيّن كيم وميمون ان مجموعتين من الخلايا العصبية الحساسة للحركة في النظام البصري للطائر يثبط خلال المنعطفات السريعة المتعمدة، مانعاً ردود الفعل السلوكية للحشرة.
في الدراسة التي تشرت في دورية الخلية Cell، أظهر فينك وكيم وميمون أن مجموعة من مجموعات الخلايا العصبية هذه تثبت الرأس أثناء منعطفات رحلة الطيران. وحدد الباحثون كيف تقوم بعمل ذلك من خلال قياس النشاط الكهربائي في الخلايا العصبية الفردية وتصوير حركات رؤوس الذباب "وأجنحتها وهي تغير اتجاهها عن قصد - أو خُدعت بأنها قد غيرت اتجاهها عن طريق الصدفة. (في بعض التجارب، تم لصقها بمنصة مصغرة وعرض عليها صور على شاشة LED والتي خدعتها وجعلتها تظن أن تحديقها قد تغير عن غير قصد).
كل من الخلايا العصبية يمكنها الاستجابة الى الحركة البصرية حول عدة محاور. وكانت بعضها أكثر حساسية للحركة الانحراف والبعض الآخر الى الدوران.
وهنالك حيث حصلت أشياء مثيرة للاهتمام.
أثناء المنعطفات المتعمدة، يتلقى كل عصبون إشارة محسوبة بعناية لتثبيط الحساسية للحركة البصرية على طول المحور الانحرافي لوحده.
الخلايا العصبية التي كانت أكثر حساسية للحركة الجانبية تحصل على إشارة تعويضية أقوى. اما الخلايا العصبية التي كانت أقل حساسية تحصل على اشارة أضعف. الحساسية للدوران، في الوقت نفسه، تُركت غير متأثرة.
كما يوضح ميمون، وهذا أمر منطقي لأن الذباب يجب عليه ان يدور اولاً ثم يقوم بعكس الدواران ليقوم بتنفيذ الدوران المقصود بشكل صحيح . ولو ارادت مقاومة الحركة الانحرافية، فلن تكون قادرة على الطيران في اتجاه جديد.
انها التوضيح الأول عن كيف تتمكن الادمغة بازالة مكون واحد فقط من الاشارة الحسية المعقدة التي تحملها مجموعة كاملة من الخلايا العصبية في حين تترك إشارات أخرى في نفس المجموعة غير ملموسة. وهذا يوفر مخططا لفهم كيف تتعامل أدمغة المخلوقات الأكبر مع هذا النوع من المشاكل.
الى فترة ، تفاصيل كيف ينظم الدماغ الإدراك البصري قد تختلف في الحيوانات التي تكتظ جماجمها بالمزيد من الخلايا العصبية ، كما يقول ميمون، "كنا نتوقع أن نرى عمليات مماثلة في أدمغة الثدييات، بما في ذلك أدمغتنا ".
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق