نورون ها می توانند اطلاعات مغز را فیلتر نمایند - یادداشت سریع

هنگامی که دنیا اطراف خود را درک می کنیم، در می یابیم که اشیای به خصوصی، بیش از اشیای دیگر مورد توجه ما هستند. برای مثال، هنگامی که یک کوه پوشیده از درخت را می بینیم، گویی به یک قالی بزرگ سبزرنگ نگاه می کنیم اما با نزدیک شدن به کوه می توانیم درختان را به صورت مجزا ببینیم.دانشمندان در طول دهه های گذشته، سیستم بینایی را با تک تک نورون های آن که مانند فیلتر عمل می نمایند، مورد آنالیز قرار دادند. برخی از نورون ها، عناصر بزرگتر یک صحنه را ترجیح می دهند و از جزئیات غافل می مانند اما برخی نورون ها دقیقا برعکس عمل می نمایند. پژوهش های اجرا شده در دهه های گذشته حاکی از این بودند که هر نورون، فیلترینگ مخصوص به خود را انجام می دهد.

آنالیز جدید پژوهشگران موسسه پژوهش های زیستی سالک(Salk Institute for Biological Studies) در کالیفرنیا، این ایده را به چالش می کشد. این پژوهش نشان می دهد همان نورون هایی که عناصر درشت را ترجیح می دهند، تحت شرایط متفاوتی می توانند جزئیات کوچک را نیز پردازش نمایند. نتایج این پژوهش می توانند به کشف مکانیسم های عصبی که به درک ما از دنیا شکل می دهند، یاری نمایند.پروفسور توماس آلبرایت(Thomas Albright)، از نویسندگان این پژوهش گفت: کوشش ما این بود که نحوه فیلتر کردن اطلاعات توسط نورون ها را درک کنیم.آمباریش پاوار(Ambarish Pawar)، از پژوهشگران موسسه سالک و نویسنده ارشد این پژوهش گفت: تصور پیشین این بود که حس انتخاب نورون ها، ثابت باشد اما پژوهش ما نشان می دهد که ویژگی های فیلترینگ نورون ها، انعطاف پذیرتر از تصورات پیشین است.

تمرکز این گروه پژوهشی، بر نورون های قشر بینایی یک مدل حیوانی بود. پژوهشگران در این آنالیز، الگوهایی با کنتراست تیره و روشن به حیوانات نشان دادند و اولویت نورون ها را در انتخاب جزئیات بزرگ و کوچک سنجیدند.هدف آنها از این آزمایش، آنالیز نحوه پردازش این الگوها توسط نورون ها به خصوص نورون های قشر بینایی بود. دانشمندان انتظار داشتند نورون ها یا عناصر بزرگ و یا جزئیات کوچک را درک نمایند اما دریافتند که هر نورون می تواند براساس کنتراست الگو، از عهده پردازش هر دو مورد برآید.پژوهشگران با سنجش نورون هایی که با شبیه سازی نوری فعال شده بودند، نشان دادند که اگر همه شبکه های نورون مانند نورون های انفرادی عمل نمایند، چنین انعطافی امکان پذیر است.

سرجی جپشتاین(Sergei Gepshtein)، دانشمند مرکز سالک و از نویسندگان این پژوهش گفت: نتایج این پژوهش نشان می دهند که توصیف پژوهش های پیشین در مورد نورون های انفرادی، نادرست بوده است.پاوار اضافه نمود: امکان دارد اولویت نورون ها، براساس تغییر در تعادل سیگنال های مثبت و سیگنال های منفی تغییر کند که در اثر آن، ارتباط نورون ها در شبکه برقرار می گردد.پژوهشگران نشان دادند که شبکه نورون ها می توانند به سادگی تنظیم یک رادیو، مغز را برای تغییر شرایط، سازگار و تنظیم نمایند.جپشتاین ادامه داد: ما در این پژوهش، بعد جدیدی از سازگاری شبکه های قشر مغز را نشان داده ایم. نتایج آنالیز ما نشان می دهند که برای درک این سازگاری، باید دوباره راجع به واحدهای محاسباتی مغز فکر کنیم.

پاوار اضافه نمود: شاید این نتایج غیرمنتظره بتوانند مکانیسم های عصبی که پایه گذار انعطاف پذیری فوق العاده مغز با محیط زندگی پیوسته متغیر هستند، تعیین نمایند.آلبرایت ادامه داد: اگرچه این پژوهش فقط به سیستم بینایی اختصاص دارد اما نتایج آن در مورد همه بخش های مغز صدق می نمایند.پژوهشگران در حال حاضر قصد دارند تاثیر تغییر در این شبکه های عصبی سازگار را بر رفتار مورد آنالیز قرار دهند.

این پژوهش، در مجله Neuron منتشر شد.

5656