یک نوع پیام- که قبلا هرگز مشاهده نشده بود- در مغز انسان، شناسایی شده است.
پیام های ناشناخته بر مغز و از مغز- که قبلا دیده نشده بود و چه بسیار پیام های دیگر که در آینده، کشف خواهد شد!
و انسان مغروری که تصور میکند همه ی پیام ها را شناخته است؛ در حالیکه در نهایت خواهد دید جز بخش بسیار کوچکی از آنچه هست را ندیده.
پیام عصبی، فراتر از آنچه دانشمندان گذشته میدانستند، آرام آرام شکل پیچیده تری به خود میگیرد و ممکن است بسیاری از فرایندهای سنتی در سایه فرایندهای جدیدی که کشف میشود رنگ ببازد یا حداقل رنگ شود.
قوانین سنتی و کلاسیک علوم اعصاب مانند نقش منحصر به فرد کانال های سدیمی پتاسیمی در ایجاد پتانسیل عمل یا قانون همه یا هیچ در نورون های عصبی، با کشفیات جدید به خصوص در پژوهش بر سلول های رده بالای مغز در کورتکس، نیاز به بازنگری پیدا میکند تا دانشمندان در قضاوت های خود، از عبارت های مطلق، کمتر استفاده کنند.
دانشمند و محقق حقیقی، کسی است که جایی را برای نادانسته های خود قرار دهد.
از فیزیک سنتی نیوتون تا نسبیت انیشتین و امروز اصل عدم قطعیت و هوشیاری کوانتومی که با اصل
در هم تنیدگی کوانتومی، پیچیده تر میشود و ما را به فراتر از اصول محدود کیهان مادی و به سوی اصل جهان های موازییا چندجهانی میبرد، سیری تکاملی و حیرت زا است که لازم است دانشمندان امروز را از نگاه بر خود و دانسته های خود بیرون کند و بدانند، نمی دانند!
دانشمندان نوع منحصر به فردی از پیامرسانی سلولی را در مغز انسان، شناسایی کرده اند که قبلا دیده نشده بود. جالب اینکه این یافته، نشان می دهد مغز ما ممکن است واحدهایی با قدرت بیشتر محاسباتی، نسبت به آن چیزی باشد که قبلا می دانستیم. در ابتدای سال گذشته پژوهشگران از موسسه هایی در آلمان و یونان، فرایندی را در سلولهای قشر بیرونی مغز، گزارش کردند که پیام درجه بندی شده ی قدیمی را روی همه ی قسمت های خودش، تولید میکند و میتواند به سلول های عصبی مجزا این توانایی را بدهد که از روش دیگری، فعالیت های منطقی خود را انجام دهند.
با اندازه گیری فعالیت الکتریکی در بخش هایی از بافت مغز بیماران دچار تشنج های مداوم- که طی جراحی خارج شده بود- و تحلیل ساختار آن با استفاده از میکروسکوپ فلورسانت، نورولوژیست ها دیدند سلول های منفرد در قشر مغز، فقط از یون معمول سدیم برای فعال شدن و آتش کردن، استفاده نمی کنند؛ بلکه از کلسیم هم استفاده می کنند. این ترکیب یون های با شارژ مثبت، امواجی را آغاز میکند که قبلا هرگز دیده نشده بود و به عنوان پتانسیل های فعال دندریتی القا شده به وسیله ی کلسیم calcium-mediated dendritic action potentials, or dCaAPs خوانده می شود.
مغز به خصوص مغز انسان معمولا با کامپیوتر، مقایسه میشود. تقلید و شباهت، محدودیت های خود را دارد ولی در برخی سطوح، آنها کارهای مشابهی را انجام می دهند:
هر دو از قدرت ولتاژ الکتریکی برای انجام کارهای مختلف استفاده می کنند. در کامپیوترها این پیام بیشتر به شکل موج ساده الکترون ها از طریق واسطه هایی به نام ترانسیستورها است. در نورون ها پیام به شکل موج باز و بسته کردن کانال هایی است که اجزای باردار مانند سدیم، کلسیم، کلر، و پتاسیم را جابجا می کند. این موج یون های جاری، پتانسیل عمل نامیده میشود. برخلاف ترانسیستورها نورون ها این پیام ها را در انتهای شاخه هایی به نام دندریت ها مدیریت می کنند.
(توصیه میشود به سلسله مباحث در همین کانال مراجعه شود)
ماتو لارکوم دانشمند علوم اعصاب در دانشگاه هامبولت در ژانویه 2020 ، به والتر بکویتدر مرکز پیشرفت علوم در آمریکا گفت: دندریت ها در درک مغز، اساسی هستند زیرا آنها پایه ای هستند که توان محاسباتی نورون های مستقل را تعیین میکند.
دندریت ها چراغ های ترافیک سیستم عصبی ما هستند.
اگر یک پتانسیل عمل، به مقدار کافی بالا باشد میتواند به عصب های دیگر، منتقل شود و میتواند پیام را مهار کند و یا اجازه ی عبور آن را بدهد. این، زیر بنای منطقی مغزهای ماست. موج دار شدن ولتاژ، به طور جمعی میتواند با دو شکل مرتبط شود. این ارتباط یا به صورت پیام AND یا پیام OR است. (گیت AND: گیت AND یک مدار منطقی ساده است که حداقل دو ورودی مختلف و یک خروجی دارد. عملکرد گیت منطقی AND معادل یک اتصال سری در جبر کلیدی است و به صورت ضرب در جبر بولی نمایش داده می شود. (y=x1.x2)
این گیت می تواند بیش از دو ورودی داشته باشد.
در گیت AND، فقط در صورتی خروجی ما یک می شود که دو ورودی ما یک باشد.
گیت OR
گیت OR یک مدار منطقی ساده است که دو یا چند ورودی مختلف و یک خروجی دارد. عملکرد گیت منطقی OR معادل یک اتصال موازی در جبر کلیدی است و به صورت جمع در جبر بولی نمایش داده می شود. (y=x1+x2)
این گیت می تواند بیش از دو ورودی داشته باشد.
در گیت OR، فقط در صورتی خروجی ما یک می شود که حداقل یک ورودی ما یک باشد.
در گیتاند اگر ایکس و وای با هم وجود داشته باشد، پیام منتقل میشود. در گیتاور اگر ایکس یا وای هر کدام وجود داشته باشد، پیام منتقل میشود.( در گیت اور دست سیستم، برای انتخاب، بازتر است. در گیت اند نوعی محدود و محصور کردن سیستم وجود دارد ولی در گیتاور، این محدودیت در انتخاب برداشته میشود. عجیب نیست در مغز منحصر به فرد ما به خصوص در قسمت های تخصصی آن در قشر- که قابلیت انعطاف پذیری آن، تحت عنوان نوروپلاستیسیتی، امکان بهبودهای معجزه آسا را در بسیاری از بیماری های تخریبی مغز میدهد- گیت اورجایگاه برجسته ای داشته باشد)
هیچ جایی پیچیده تر از سطح بیرونی متراکم و در هم پیچیده ی سیستم عصبی مغز انسان یعنی قشر مغز نیست. لایه های عمقی تر دوم و سوم، به طور خاص، ضخیم هستند و با شاخه هایی، پک شده اند که عملکردهای سطح بالا را انجام میدهد و ما آن را برای احساس، تفکر و کنترل حرکتی با هم مرتبط می کنیم. بافت هایی از این لایه است که پژوهشگران به آن توجه میکنند و سلول ها را در دستگاهی جمع میکند. این دستگاه، کلامپ پچ سوماتودنتریتی نام دارد و پتانسیل های فعالیت را به بالا و پایین هر نورون می فرستد و پیام های آنها را ثبت می کند.
لارکوم میگوید: یک لحظه ی یورکا هست لحظه ای که ما برای اولین بار پتاسیل فعالیت دنتریتی را مشاهده کردیم. (Eureka Moments،(لحظه ی ابراز پیروزی در اکتشاف)
برای اطمینان از اینکه این یافته ها منحصر به بیماران تشنجی نباشد، دانشمندان مطالعات خود را روی نمونه های گرفته شده از افراد دارای تومور هم چک کردند. در حالی که این تیم، تجربیات مشابهی را روی جوندگان رت انجام میدادند، نوع پیام هایی که در سلول های انسانی حرکت میکند بسیار متفاوت بود. مهمتر اینکه وقتی آنها به سلول ها، مهار کننده ی کانال سدیمی به نام تترودوتوکسین دادند آنها پیام را مشاهده کردند؛ فقط با مهار کانال کلسیمی، همه چیز متوقف و ساکت شد.(یعنی نه فقط کانال های کلسیم، در کنار کانال سدیم در ایجاد پتانسیل عمل در قشر مغز نقش دارد بلکه حتی شاید نقش آن فراتر از کانال سدیم هم باشد)
یافتن پتانسیل فعالیت که با کلسیم مدیریت میشود به اندازه ی کافی، جالب است ولی مدل سازی راهی که این نوع جدید و حساس پیام در قشر مغز میکند باعث شگفتی شد. علاوه بر عملکردهای منطقی AND- Or، این نورون های مجزا میتواند منحصرا به صورت واسطه های (OR (XOR عمل كند كه فقط در زمانی به پیام، اجازه عبور نمیدهد که پیام دیگری به شکل خاصی درجه بندی شده باشد.
پژوهشگران نوشتند: به صورت سنتی عملکرد XOR تصور میشود نیاز به راه حل شبکه ای داشته باشد. کار بیشتر باید انجام شود تا ببینیم چگونه dCaAPs در طول همه ی نورون ها و در سیستم زنده، عمل میکند؛ چه این حالت در تفکر انسان باشد یا فرایند مشابهی در جای دیگر در حیوانات.
تکنولوژی کوشش میکند به سیستم عصبی ما بنگرد تا درک کند چگونه سخت افزار بهتری ایجاد شود. دانستن سلول های شخصی ما، ما را با نیزنگ هایی آشنا میکند که نورون در آستین خود دارد و میتواند منجر به ترانزیستورهای شبکه ای جدید و قدرتمند شود. حقیقتا اینکه چگونه این وسیله ی منطق جدید- که در درون یک سلول منفرد عصبی چپانده می شود- به عملکردهای بالاتر ترجمه میشود، سوالی برای پژوهشگران است که باید پاسخ دهند. مقاله در مجله ی ساینس منتشر شده است.
https://www.sciencealert.com/a-never-before-seen-type-of-signal-has-been-detected-in-the-human-brain?fbclid=IwAR3J_zDlYToFAFgfJpy7h0QYRZllN-J97UmmW1gD1osskdpwvwugrX0yh50
برخی توضیحات از دکتر سید سلمان فاطمی نورولوژیست
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031