التعديل الأخير:
وأنت تقرأ هذا المقال ، فإن مستقبلات اللمس الموجودة في جلدك تستشعر بيئتك. ملابسك ومجوهراتك ، والكرسي الذي تجلس عليه ، ولوحة مفاتيح الحاسوب أو الهاتف المحمول الذي تستخدمه ، حتى أصابعك أثناء ملامستها لبعضها البعض بشكل خفيف دون قصد . حيث تنشّط كل لمسة مجموعات من الخلايا العصبية . ولكن ، ما لم يكن المنبه غير متوقع بشكل خاص أو مطلوباً لمساعدتك على توجيه حركاتك ، فإن عقلك يقوم بتجاهل العديد من هذه المداخلات.
مؤخراً ، اكتشف باحثو معهد Salk كيف تساعد الخلايا العصبية في منطقة صغيرة من دماغ الثدييات على تصفية الإشارات المشتتة أو المزعجة - تحديداً تلك القادمة من اليدين - بهدف تنسيق الحركات المتقنة . قد تحتوي النتائج ، التي نُشرت في مجلة Science ، على دروس في كيفية تصفية الدماغ للمعلومات الحسية الأخرى أيضا.
"هذه النتائج لها آثار ليس فقط لاكتساب فهم أفضل لكيفية تفاعل جهاز العصبي مع العالم ، ولكن أيضا لتعليمنا كيفية بناء أطراف صناعية وروبوتات أفضل ، وكيفية إصلاح الدوائر العصبية بشكل أكثر فعالية بعد المرض أو الإصابة " قالت إيمان عظيم ، الأستاذ المساعد في مختبر salk للبيولوجيا العصبية الجزيئية وكرسي ويليام سكاندلينج التنموي.
لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن المدخلات العصبية القادمة من اليدين ضرورية لتنسيق الحركات المتقنة ، من رمي الكرة إلى العزف على آلة موسيقية. في إحدى التجارب الكلاسيكية ، وجد المتطوعون الذين لديهم أطراف أصابع مخدرة أنه من الصعب للغاية التقاط وإشعال عود الثقاب.
نقول عظيم: "هناك اعتقاد خاطئ و شائع بأن الدماغ يرسل إشارة و أنك تقوم فقط بالحركة الناتجة"و أضافت "ولكن في الواقع ، يعمل الدماغ باستمرار على دمج معلومات التغذية الراجعة حول حالة أطرافك وأصابعك وتعديل ناتجها استجابةً لذلك "
إذا استجاب الدماغ لكل إشارة قادمة من الجسم ، فسوف يرتبك وينهار بسرعة - كما يحدث مع بعض اضطرابات المعالجة الحسية. أرادت عظيم وزملاؤها تحديد كيفية تمكن الدماغ السليم من انتقاء واختيار الإشارات اللمسية التي يجب مراعاتها لتنسيق الحركات البارعة مثل التلاعب بالأشياء.
لقد استخدم الباحثون مجموعة من الأدوات في الفئران لدراسة الخلايا داخل منطقة صغيرة في جذع الدماغ تسمى نواة cuneate ، وهي أول منطقة تدخل من خلالها الاشارات القادمة من اليدين الدماغ. بينما كان معروفًا أن المعلومات الحسية تمر عبر نواة cuneate ، اكتشف الفريق أن مجموعة من الخلايا العصبية في هذه المنطقة تتحكم فعلياً في مقدار المعلومات من اليدين التي تنتقل في النهاية إلى أجزاء أخرى من الدماغ. من خلال التلاعب بهذه الدوائر الكهربائية للسماح بدرجة أكبر أو أقل من ردود الفعل اللمسية ، يستطيع فريق عظيم التأثير على كيفية أداء الفئران لمهام بارعة - مثل سحب الحبل لكسب المكافآت.
يقول الباحث في فريق العمل جيمس كونر ، المؤلف الأول للورقة البحثية الجديدة: "غالبًا ما يُشار إلى نواة cuneate على أنها محطة ترحيل ، كما لو كانت المعلومات تمر عبرها فقط ، ولكن اتضح أن المعلومات الحسية تخضع للتعديل بالفعل في هذه البنية."
استمر كونر وعظيم في توضيح كيف يمكن لأجزاء مختلفة من القشرة في الفئران - المنطقة المسؤولة عن سلوك أكثر تعقيداً وتكيفاً - التحكم بدورها في الخلايا العصبية cuneate لإملاء مدى قوة تصفية المعلومات الحسية القادمة من اليدين.
اليوم ، و على الرغم من عقود من العمل ، فإن معظم الأطراف الاصطناعية والروبوتات يواجهون صعوبة ومشقة من أجل أن تكون أصابعهم رشيقة وبارعة وتقوم بحركات اليد الصغيرة والدقيقة. يقول عظيم وكونر إن عملهما يمكن أن يساعد في تصميم طرق أفضل لدمج المعلومات الحسية من الأصابع الاصطناعية في هذه الأنواع من المنظومات لتحسين البراعة. يمكن أن يكون لها أيضًا آثار على فهم اضطرابات المعالجة الحسية أو استكشاف الأخطاء وإصلاحها في ما يحدث في الدماغ عندما يتم رفض تدفق المعلومات الحسية.
يقول كونر: " الأنظمة الحسية متطورة و تتمتع بحساسية عالية جداً من أجل تعظيم الاستجابات الوقائية للتهديدات الخارجية. لكن أفعالنا يمكن أن تنشط هذه المنظومات الحسية ، وبالتالي تولد إشارات من ردود الفعل و التي يمكن أن تعطل أفعالنا المراد للقيام بها "
تقول عظيم: "نتلقى باستمرار معلومات من البيئة ، ويحتاج الدماغ إلى طرق لكي يقرر ويحدد ما يصله وما لا يأتيه".و أوضحت "إنها ليست مجرد تغذية راجعة لمسية ، ولكن بصرية وشمية وسمعية ودرجة حرارة وألم - الدروس التي نتعلمها حول هذه المجموعات ااعصبية من المحتمل أن تنطبق بطرق عامة على كيفية تعديل الدماغ لهذه الأنواع من التغذية المرتدة أيضًا."
مؤخراً ، اكتشف باحثو معهد Salk كيف تساعد الخلايا العصبية في منطقة صغيرة من دماغ الثدييات على تصفية الإشارات المشتتة أو المزعجة - تحديداً تلك القادمة من اليدين - بهدف تنسيق الحركات المتقنة . قد تحتوي النتائج ، التي نُشرت في مجلة Science ، على دروس في كيفية تصفية الدماغ للمعلومات الحسية الأخرى أيضا.
"هذه النتائج لها آثار ليس فقط لاكتساب فهم أفضل لكيفية تفاعل جهاز العصبي مع العالم ، ولكن أيضا لتعليمنا كيفية بناء أطراف صناعية وروبوتات أفضل ، وكيفية إصلاح الدوائر العصبية بشكل أكثر فعالية بعد المرض أو الإصابة " قالت إيمان عظيم ، الأستاذ المساعد في مختبر salk للبيولوجيا العصبية الجزيئية وكرسي ويليام سكاندلينج التنموي.
لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن المدخلات العصبية القادمة من اليدين ضرورية لتنسيق الحركات المتقنة ، من رمي الكرة إلى العزف على آلة موسيقية. في إحدى التجارب الكلاسيكية ، وجد المتطوعون الذين لديهم أطراف أصابع مخدرة أنه من الصعب للغاية التقاط وإشعال عود الثقاب.
نقول عظيم: "هناك اعتقاد خاطئ و شائع بأن الدماغ يرسل إشارة و أنك تقوم فقط بالحركة الناتجة"و أضافت "ولكن في الواقع ، يعمل الدماغ باستمرار على دمج معلومات التغذية الراجعة حول حالة أطرافك وأصابعك وتعديل ناتجها استجابةً لذلك "
إذا استجاب الدماغ لكل إشارة قادمة من الجسم ، فسوف يرتبك وينهار بسرعة - كما يحدث مع بعض اضطرابات المعالجة الحسية. أرادت عظيم وزملاؤها تحديد كيفية تمكن الدماغ السليم من انتقاء واختيار الإشارات اللمسية التي يجب مراعاتها لتنسيق الحركات البارعة مثل التلاعب بالأشياء.
لقد استخدم الباحثون مجموعة من الأدوات في الفئران لدراسة الخلايا داخل منطقة صغيرة في جذع الدماغ تسمى نواة cuneate ، وهي أول منطقة تدخل من خلالها الاشارات القادمة من اليدين الدماغ. بينما كان معروفًا أن المعلومات الحسية تمر عبر نواة cuneate ، اكتشف الفريق أن مجموعة من الخلايا العصبية في هذه المنطقة تتحكم فعلياً في مقدار المعلومات من اليدين التي تنتقل في النهاية إلى أجزاء أخرى من الدماغ. من خلال التلاعب بهذه الدوائر الكهربائية للسماح بدرجة أكبر أو أقل من ردود الفعل اللمسية ، يستطيع فريق عظيم التأثير على كيفية أداء الفئران لمهام بارعة - مثل سحب الحبل لكسب المكافآت.
يقول الباحث في فريق العمل جيمس كونر ، المؤلف الأول للورقة البحثية الجديدة: "غالبًا ما يُشار إلى نواة cuneate على أنها محطة ترحيل ، كما لو كانت المعلومات تمر عبرها فقط ، ولكن اتضح أن المعلومات الحسية تخضع للتعديل بالفعل في هذه البنية."
استمر كونر وعظيم في توضيح كيف يمكن لأجزاء مختلفة من القشرة في الفئران - المنطقة المسؤولة عن سلوك أكثر تعقيداً وتكيفاً - التحكم بدورها في الخلايا العصبية cuneate لإملاء مدى قوة تصفية المعلومات الحسية القادمة من اليدين.
اليوم ، و على الرغم من عقود من العمل ، فإن معظم الأطراف الاصطناعية والروبوتات يواجهون صعوبة ومشقة من أجل أن تكون أصابعهم رشيقة وبارعة وتقوم بحركات اليد الصغيرة والدقيقة. يقول عظيم وكونر إن عملهما يمكن أن يساعد في تصميم طرق أفضل لدمج المعلومات الحسية من الأصابع الاصطناعية في هذه الأنواع من المنظومات لتحسين البراعة. يمكن أن يكون لها أيضًا آثار على فهم اضطرابات المعالجة الحسية أو استكشاف الأخطاء وإصلاحها في ما يحدث في الدماغ عندما يتم رفض تدفق المعلومات الحسية.
يقول كونر: " الأنظمة الحسية متطورة و تتمتع بحساسية عالية جداً من أجل تعظيم الاستجابات الوقائية للتهديدات الخارجية. لكن أفعالنا يمكن أن تنشط هذه المنظومات الحسية ، وبالتالي تولد إشارات من ردود الفعل و التي يمكن أن تعطل أفعالنا المراد للقيام بها "
تقول عظيم: "نتلقى باستمرار معلومات من البيئة ، ويحتاج الدماغ إلى طرق لكي يقرر ويحدد ما يصله وما لا يأتيه".و أوضحت "إنها ليست مجرد تغذية راجعة لمسية ، ولكن بصرية وشمية وسمعية ودرجة حرارة وألم - الدروس التي نتعلمها حول هذه المجموعات ااعصبية من المحتمل أن تنطبق بطرق عامة على كيفية تعديل الدماغ لهذه الأنواع من التغذية المرتدة أيضًا."
التعديل الأخير: