زندگی روزمره ما را می توان مجموعه ای از سکانس های پیچیده حرکتی دانست: کارهای روزمره صبح، کار یا مدرسه، کارهایی که در طول وعده های غذایی انجام می دهیم، عادت هایی که در عصرها و آخر هفته های ما وجود دارند. آنها تقریباً اتوماتیک به نظر می رسند و اکثرا بدون اندیشه ای آگاهانه صورت می گیرند.
در حقیقت، آنها به لطف پردازش مداوم سیگنال ها و پیام ها در مغز با اطلاعاتی که از طریق حواس ما دریافت می کنند، نتیجه تصمیمات بی شمار و تعدیل هایی بدنی هستند که در طول مسیر انجام می دهیم.
جولی سیمپسون، محقق دانشگاه سانتا باربارا، علاقه مند به فرآیندی است که این اتفاقات پیچیده را توضیح می دهد، به طور خاص چگونه سیگنال های عصبی به رفتارهای بدنی ما ترجمه می شوند.
هر روز صبح از خواب بلند می شوید و تصمیم می گیرید در آن روز چه کارهایی را انجام دهید. بسیاری از کارهایی که با اندام های حرکتی خود انجام می دهیم، توسط سلولهای عصبی حرکتی هدایت می شوند و در واقع با دستوراتی از مغز شما کنترل می شوند. “
ما انسانها عوامل رقابتی را که ما را به سوی تصمیم گیری سوق می دهند، تجربه می کنیم. چه چیزی را اولویت قرار دهیم و چه کاری انجام دهیم؟
چالش های بارز بسیاری برای مشخص کردن چگونگی هماهنگی فعالیت مغز انسان و حرکات بدنی وجود دارد و یکی از آن ها پیچیدگی آشکار شبکه های مغز انسان است.
خوشبختانه، مگس میوه (Drosophila melanogaster) – ارگانیسمی که الگوی ژنوم کامل آن را داریم – دارای یک سیستم مشابه، اما بسیار ساده تر و بسیار قابل کنترل تر است.
با استفاده از مگس های میوه ای، سیمپسون و تیم تحقیقاتی وی، مکانیسم های عصبی را کشف کردند که به توالی های پیچیده حرکتی در رفتار مگس ها کمک می کند – بخصوص آنهایی که حاوی رفتار نظافتی هستند، یک رفتار جهانی پرواز مگس های میوه که حرکات هدفمندی را برای دور کردن گرد و غبار را از بدن خود انجام می دهند.
علاوه بر این، به درک بنیادی ما در مورد نحوه عملکرد مغز و بدن ما، یافته هایی که در مقاله ای در ژورنال Current Biology منتشر شده است، می تواند به بینش در آسیب شناسی سیگنالینگ مغز، مانند بیماری پارکینسون، یا رفتارهای وسواسی-اجباری کمک کند.
محققان توانستند از طریق اپتوژنتیک – استفاده از نور برای فعال کردن نورون های خاص – به صورت هدفمند ، گروه های کوچکی از این نورون ها را خاموش کرده و در مگس های میوه توجه کردند تا ببینند کدام رفتار پرواز را برای نمایش ابتدا انتخاب می کند. در این حالت، مگس باید تصمیم بگیرد که ابتدا کدام بخش از بدن خود را تمیز کند، درحالی گرد و غبار اطراف بدن او را فرا گرفته بود.
“اگر اطراف کل بدن آن ها گرد و غبار باشد، آنها چه می کنند؟”
به نظر می رسد، مگس های میوه معمولاً توالی های حرکتی با نظم و ترتیب استاندارد، اما تنظیم نشده دارند. آنها از پاهای خود برای تمیز کردن سر، سپس شکم و سپس بالهایشان استفاده می کنند.
“همیشه احتمال بیشتری برای رفتارهای قدامی وجود دارد، سپس خلفی، اما الگوی دقیق و نقاط دقیق انتقال متفاوت است، بنابراین این یک الگوی عملی کاملاً ثابت نیست. آنها گزینه های احتمالی را انجام می دهند.”
طبق آزمایشگاه های انجام شده، مگس ها بر اساس مقایسه فضایی سطح گرد و غبار در هر منطقه از بدن خود، نتیجه گیری می کنند.
“ما دریافتیم که مقایسه های مکانی اهمیت بیشتری دارند؛ مگس ها به مرور زمان ورودی های حسی را کنترل نمی کنند.” “آنها به طور مثال بین قسمت های مختلف بدن – بین سر و شکم مقایسه می کنند.“
به نظر می رسد ناحیه سر معمولاً در انتخاب بین دو ناحیه برنده می شود، شاید به دلیل تعداد زیادی از گیرنده هایی که در چشم ها و روی سر قرار گرفته اند، باعث می شود که آن قسمت از بدن در اولویت تمیز کردن باشد.
“مگس ها در تاریکی اول چشمانشان را تمیز می کنند. مگس های کور هم اول چشمانشان را تمیز می کنند.” اما مگسهای (آنهایی که بدون گیرنده هستند) تمایل ضعیف تری خواهند داشت که ابتدا به چشم ها بروند.”
مگس ها ورودی های حسی را دریافت می کند – نه تنها مکانیکی بلکه همچنین بصری، بویایی و از طریق حواس دیگر – در مغز خود به مناطق تخصصی ارسال می شوند و سپس به مدارهای عصبی تا حد زیادی ناشناخته که تصمیمات مربوط به آنچه را باید انجام دهند، ارسال می شوند.
“این نوع محاسبه توسط سیستم عصبی آنها انجام می شود.” “قدم بعدی این است که بفهمیم کدام سلولهای عصبی و کدام مدارها این مقایسه را انجام می دهند.”
“این آزمایشات رفتاری یک سرنخ کلیدی است. اکنون ما تصور بهتری در مورد مدارهایی داریم که باید به دلیل شواهد رفتاری برای اهمیت مقایسه های مکانی جستجو کنیم.”
برای اطلاعات بیشتر به موسسه سلامت مغز دانا مراجعه کنید.
منبع:
University of California
درباره نویسنده
دکتر علی محمد کمالی فارغ التحصیل دکترای تخصصی علوم اعصاب از دانشگاه علوم پزشکی شیراز، بیش از 15 سال است که در زمینه پژوهش، تدریس و فعالیت های اجرایی در حوزه علوم اعصاب فعالیت و تجربه دارد. وی همچنین در ارتقا عملکرد های شناختی با استفاده از نوروتکنولوژی و مطالعات خواب تخصص ویژه ای دارد. او یکی از بنیانگذاران انستیتو سلامت مغز دانا است، (گروهی که سلامت مغز را اولویت جامعه می داند).