علمی و پزشکی

شناسایی یک شبکه ابَرمحاسباتی در مغز

یک مطالعه جدید از دانشگاه اسلو نشان می دهد که مغز انسان دارای یک “مرکز عصبی اصلی” است که محاسبات پیچیده تری را انجام می دهد.

نورون های مغز میلیاردر محاسبات پیچیده ای را برای اندازه گیری سرعت، موقعیت و جهت انجام می دهند.

برای سال ها، دانستن توانایی مغز برای محاسبه چنین پارامترهایی یک راز بود.

شارلوت پوخارا و تیمش در مؤسسه علوم پایه پزشکی دانشگاه اسلو، مرکز پزشکی مولکولی نروژ (NCMM)، پس از پنج سال تحقیق بر روی نظریه مش گرانشی پیوسته (CAN) پیشرفت کردند.

پوخارا توضیح داد: «ما اولین کسی بودیم که نشان دادیم مغز انسان در واقع از «سلول‌های عصبی خارق‌العاده» یا ماشین‌های محاسباتی معرفی‌شده توسط نظریه CAN تشکیل شده است و نورون‌هایی پیدا کردیم که به طور همزمان سرعت، موقعیت و جهت را اندازه‌گیری می‌کنند.

1400 نورون

پوخارا توزیع 1400 نورون ثبت شده در موش ها را در چندین ناحیه از مغز تجزیه و تحلیل کرد. او به همراه همکارانش دیوید اسپالا و الساندرو تروژ اخیراً مقاله‌ای با عنوان «سلول‌های سرعت زاویه‌ای و خطی در مدارهای پاراهیپوکامپ» در Nature Communications منتشر کرده است.

او گفت: «ما به موش‌ها یک کاوشگر مغز کوچک با الکترودهای بسیار نازک دادیم که می‌توانست فعالیت مغز آنها را بخواند. سپس، آنها آزاد بودند تا چیزهای خوب را در پیچ و خم جستجو کنند. ما توانستیم حرکات آنها را با دوربین ردیابی کنیم و در نتیجه توانستیم فعالیت آنها را با فعالیت بسیاری از نورون هایی که ضبط می کردیم مرتبط کنیم.

تیم تحقیقاتی پوخارا از شکل پیشرفته تجزیه و تحلیل داده‌ها برای بررسی آنچه در تمام لایه‌های قشر مغز در بسیاری از مناطق مغز اتفاق می‌افتد، استفاده کرده است، از جمله مرور سیستماتیک مجموعه داده‌های بزرگ.

نظریه شبکه گرانش پیوسته که پوخارا مطالعه می کند، دهه هاست که در بین دانشمندان محبوب بوده است. به طور خلاصه، آنها می گویند، همانطور که ما حرکت می کنیم، نقشه ذهن ما یا بازنمایی چیزی که خود را پیدا می کنیم، دائماً با موقعیت جدید ما سازگار می شود.

تئوری شبکه گرانش پیوسته بیان می کند که یک لایه پنهان از نورون ها محاسبات پیچیده ای را انجام می دهند و مقادیر زیادی اطلاعات در مورد سرعت، موقعیت و جهت جمع آوری می کنند. درست مانند کاری که دانشمندان ناسا هنگام نصب موشک انجام می دهند.

محققان می گویند در گذشته وجود یک لایه پنهان فقط یک نظریه بود.

او گفت: «ما اکنون موفق شده‌ایم شواهد قانع‌کننده‌ای برای وجود واقعی مرکز عصبی در مغز پیدا کنیم.

منطقه ای که پوکار و تیمش این لایه پنهان را کشف کردند، بخشی از مغز است که قبل از شروع بیماری آلزایمر آسیب دیده بود.

پوخارا توضیح داد: «یافته‌های ما مهم هستند. زیرا این سلول ها به ما می گویند کجا هستیم و چگونه حرکت کنیم و اگر کارشان متوقف شود، فرد می میرد. درک مکانیسم های اساسی رمزگذاری مغز می تواند برای توسعه درمان های جدید مورد استفاده قرار گیرد.

منبع: باشگاه خبرنگاران جوان