مغز انسان بهطور مداوم در حال مدیریت جریانهای اطلاعاتی است که با سرعتهای بسیار متفاوتی حرکت میکنند. برخی سیگنالها نیازمند پاسخ فوری به تغییرات ناگهانی محیط هستند، در حالیکه برخی دیگر شامل اشکال کندتر تفکر، مانند تفسیر معنا، درک زمینه (Context) یا موقعیتهای پیچیده میشوند.
مطالعه جدیدی از مرکز سلامت راتگرز (Rutgers Health) که در نشریه Nature Communications منتشر شده، بررسی کرده است که مغز چگونه این اشکال تند و کند پردازش را از طریق شبکه اتصالات «ماده سفید» خود با هم ترکیب میکند. محققان میگویند این هماهنگی برای شناخت، رفتار و توانایی پاسخگویی موثر به دنیای اطراف ما ضروری است.
بخشهای مختلف مغز برای پردازش اطلاعات در بازههای زمانی مشخصی تنظیم شدهاند. دانشمندان این الگوها را «مقیاسهای زمانی عصبی ذاتی» یا به اختصار INT مینامند.
لیندن پارکز، استادیار روانپزشکی در راتگرز و نویسنده ارشد این مطالعه، میگوید:
مغز ما برای تأثیرگذاری بر محیط از طریق انجام عمل، باید اطلاعات پردازششده در مقیاسهای زمانی مختلف را با هم ترکیب کند. مغز این کار را با بهرهگیری از اتصالات ماده سفید خود برای به اشتراکگذاری اطلاعات بین مناطق مختلف انجام میدهد و این یکپارچهسازی برای رفتار انسانی حیاتی است.
نقشهبرداری از شبکههای ارتباطی مغز
برای بررسی چگونگی عملکرد این سیستم، پارکز و همکارانش دادههای تصویربرداری چندوجهی مغز ۹۶۰ نفر را تحلیل کردند. این تیم نقشههای دقیقی از اتصالات مغزی هر شرکتکننده (موسوم به کانکتوم) تهیه و از مدلهای ریاضی طراحیشده برای ردیابی نحوه تکامل سیستمهای پیچیده در طول زمان استفاده کردند. این کار به محققان اجازه داد تا نحوه سفر اطلاعات از طریق مسیرهای ارتباطی مغز را مطالعه کنند.
پارکز که عضو اصلی مؤسسه سلامت مغز راتگرز است، میگوید:
کار ما با مدلسازی مستقیم INTهای مناطق مغزی بر اساس اتصالات آنها، مکانیسمهای زیربنایی این فرآیند در انسان را بررسی میکند. این کار پیوندی مستقیم بین نحوه پردازش محلی اطلاعات در مناطق مغزی و نحوه اشتراکگذاری آن پردازش در سراسر مغز برای تولید رفتار ایجاد میکند.
سرعت مغز و توانایی شناختی
این مطالعه نشان داد که چیدمان مقیاسهای زمانی عصبی در قشر مغز، بهشدت بر کارایی مغز در جابهجایی بین الگوهای فعالیت در مقیاس بزرگ (که با رفتار مرتبط هستند) تأثیر میگذارد. محققان همچنین دریافتند که این سازماندهی از فردی به فرد دیگر متفاوت است.
پارکز توضیح میدهد:
ما دریافتیم تفاوت در نحوه پردازش اطلاعات با سرعتهای مختلف در مغز، به توضیح این مطلب کمک میکند که چرا تواناییهای شناختی افراد با هم متفاوت است.
تیم تحقیق همچنین پیوندهایی بین این الگوهای زمانبندی و ویژگیهای ژنتیکی، مولکولی و سلولی مناطق مغز کشف کردند. الگوهای مشابهی در موشها نیز شناسایی شد که نشان میدهد این مکانیسمها ممکن است بین گونههای مختلف مشترک باشد.
پارکز میگوید:
تحقیق ما بر پیوندی بنیادی بین اتصالات ماده سفید مغز و ویژگیهای محاسباتی محلی آن تأکید میکند. افرادی که سیمکشی مغزشان با نحوه مدیریت اطلاعات تند و کند در مناطق مختلف سازگاری بهتری دارد، ظرفیت شناختی بالاتری از خود نشان میدهند.
پیامدها برای اختلالات سلامت روان
محققان اکنون در حال گسترش این پژوهش برای بررسی اختلالات عصبی-روانی از جمله اسکیزوفرنی، اختلال دوقطبی و افسردگی هستند. آنها امیدوارند بهتر درک کنند که چگونه تغییرات در اتصالات مغزی ممکن است پردازش اطلاعات در طول زمان را مختل کند.
منبع: Scitechdaily
