این مغز شماست ، به رنگی باشکوه


نقشه قطعه ای از مغز انسان برای اولین بار پیچیدگی حیرت انگیز آن را آشکار می کند ، در حالی که شواهد جدیدی هم در مورد ساختار فیزیکی مغز و هم یکی از راههای عملکرد آن ارائه می دهد.

این نقشه اوج کار چندین ساله دانشمندان برای ردیابی شبکه گسترده سلولها و اتصالات موجود در نمونه است که حدود یک دهه پیش از مغز بیمار تحت عمل جراحی گرفته شده بود تا از بروز حملات جدی صرع جلوگیری کند.

اگرچه نمونه فقط کسر کوچکی از اینچ است – تقریباً به اندازه نصف یک دانه کنجد – این شامل بیش از 50،000 سلول مغزی یا نورونی و حدود 130 میلیون آکسون مانند نخ است که سیگنال هایی را بین آنها منتقل می کند. اما این فقط حدود یک میلیونیمم از کل مغز انسان است که حدود 100 میلیارد سلول تخمین زده می شود.

نقشه تعاملی را می توان از طریق رابط گرافیکی آنلاین Neuroglancer ، که برای نمایش تصاویر پیچیده از بافت مغز طراحی شده است ، به طور جزئی بررسی کرد.. اکنون می توان روشهای مختلف اتصال بسیاری از نورونها و آکسونهای مغز انسان را مشاهده کرد ، در نتیجه باعث می شود که بافتهای اطراف آنها نامرئی شوند و شبکه های متراکم داخل آن آشکار شود.

دکتر جف لیختمن ، استاد زیست شناسی سلولی و مولکولی در دانشگاه هاروارد که این پروژه را هدایت می کند ، گفت: “شما می توانید مغز را به عنوان یک کاسه ماکارونی تصور کنید.” “ما آن را به تصاویر بسیار نازک برش داده و سپس هر جهت خمیر را ردیابی کردیم.”

رابط Neuroglancer توسط هر کسی قابل دسترسی و بررسی است.

وی گفت: “وقتی به چیزهایی نگاه می کنید که قبلاً نمی توانستید ببینید ، به شما این فرصت را می دهد که به چیزهایی فکر کنید که فراتر از تصور شماست. “این به ما نمایی از جهانی می دهد که برای ما بیگانه بود … اکنون ما شروع به دیدن شکل ظاهری آن می کنیم.”

نمونه از لوب گیجگاهی بیمار ، منطقه خارجی “ماده خاکستری” مغز مرتبط با شنوایی و حافظه گرفته شده است. پس از برداشتن جراحی ، او و همکارانش آن را به صورت رزین حفظ کرده و با فلزات سنگین رنگ آمیزی کردند تا ساختار سلولی آن مشخص شود. آنها سپس با استفاده از یک چاقوی الماس اتوماتیک نمونه را به بیش از 5000 برش ، هر هزار برابر ریزتر از موی انسان ، برش دادند و با میکروسکوپ الکترونی عکس گرفتند. لیچتمن گفت ، تصاویر توسط هوش مصنوعی و “تصحیح” توسط متخصصان انسانی پردازش شده است تا تمام نورون ها و آکسون ها را به صورت سه بعدی و رنگی ترسیم کند – در نتیجه بزرگترین مجموعه داده ایجاد شده برای تصویربرداری پزشکی است.

الکس شپسون-کو ، عصب شناس هاروارد ، عضو آزمایشگاه لیختمن و نویسنده اصلی یک مطالعه جدید در مورد این پروژه ، گفت که پروژه سالانه 1.4 پتابایت داده دارد – تقریباً 100 برابر اطلاعات ذخیره شده در کتابخانه کنگره. وی گفت که پردازش داده ها فراتر از توان محاسباتی ترکیبی دانشگاه هاروارد است ، بنابراین محققان به Google مراجعه کردند ، یکی از معدود سازمانهایی که توانایی محاسبات کافی برای کمک به آنها را دارد.

دیدگاه های جدید بخش تفکر مغز انسان ، پیش از این بینش جدیدی ارائه داده است. یکی اینکه آکسونهای خاص می توانند بیش از دوازده بار به سلولهای عصبی جداگانه متصل شوند ، در حالی که اکثر آنها فقط یکبار متصل می شوند. لیختمن حدس می زند كه این اتصالات متعدد ممكن است خاطرات یا مهارتهایی را نشان دهد كه با استفاده مكرر “افزایش یافته است” ، مانند یادگیری استفاده از ترمزهای با نور قرمز ، به عنوان مثال.

وی گفت: “اگر رانندگی می کنید و چراغ قرمز می بینید ، فکر نمی کنید که باید پا را بلند کنید ، آن را از پدال گاز خارج کرده و روی ترمز قرار دهید.” “شما فقط این کار را به صورت خودکار انجام می دهید.”

این نقشه همچنین چندین “نورون آینه ای” در مغز را نشان می دهد ، جایی که دو سلول مغزی در نزدیکی یکدیگر در جهت مخالف قرار دارند. و بسته های پیچ خورده آکسون شامپسون کو گفت هیچ ساختاری قبلاً دیده نشده است ، اما هنوز مشخص نیست که آنها چه کاری انجام می دهند.

وی پیش بینی می کند که از نقشه جدید می توان تفاوت مغز افرادی را که از بیماری روانی مانند اسکیزوفرنی رنج می برند ، استفاده کرد که تصور می شود ناشی از تغییر در ساختار مغز باشد.

این نقشه جدید در حالی ارائه می شود که دانشمندان علاوه بر عملکردهای خودکار آن مانند کنترل تنفس و فشار خون ، در تلاشند تا یاد بگیرند که چگونه مغز انسان ایجاد می کند.

ست گرانت ، استاد مغز و اعصاب مولکولی در دانشگاه ادینبورگ ، ایالات متحده ، گفت: “ایده چیست؟ خلاقیت چگونه کار می کند؟ ما کاملاً نمی فهمیم که یادگیری چگونه کار می کند و مکانیزم های یادآوری خاطرات نیز مرموزتر هستند.”

گرانت ، که در این پروژه درگیر نیست ، توضیح داد که ساختار نمونه احتمالاً نمایانگر کل نئوکورتکس مغزی است.

وی در ایمیلی گفت: “این منبع مرجع مفیدی برای تحقیقات آینده خواهد بود كه تفاوت بین مغزهای مختلف را بررسی می كند.”

اما فقط دانستن “مدار الكتريكي” مغز كه از طريق ساختار آن آشكار شده است كافي نخواهد بود – دانشمندان همچنين بايد از مولكولي اتصالات بي شمار آن كه در حال حاضر از انواع مختلفي شناخته شده اند ، مطلع شوند.


منبع: khabar-dastchin.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*