شكل جديد من الإشارات في دماغ الإنسان.. تفاصيل

كشف باحثون عن آلية في الخلايا القشرية الخارجية للدماغ، تنتج إشارة جديدة من تلقاء نفسها، تزود الخلايا العصبية الفردية بطرق أخرى لأداء وظائفها.

وأوضح موقع ساينس أليرت، في تقرير نشره اليوم الأربعاء 19 إبريل 2023، أن البعض يميل إلى مقارنة الأدمغة البشرية بأجهزة الكمبيوتر، وهو تشبيه له حدوده، لكن في بعض المستويات تؤدي المهام بطرق متشابهة.

شحنات من الكالسيوم

أشار التقرير إلى أنه بقياس النشاط الكهربائي في أجزاء أنسجة الدماغ وتحليل هيكلها باستخدام الفحص المجهري الفلوري، وجد أطباء الأعصاب من معاهد بحثية في ألمانيا واليونان أن الخلايا الفردية في القشرة المخية تطلق شحنات كالسيوم، إلى جانب أيونات الصوديوم المعتادة.

وأوضح أن هذا المزيج من الأيونات الموجبة الشحنة أدى لإطلاق موجات جهد لم يسبق لها مثيل من قبل، يشار إليها بإمكانيات رد الفعل التشعبي الناجم عن الكالسيوم.

تشابه مع آليات عمل أجهزة الحاسب الآلي

قال التقرير إنه كلا الدماغ البشرية والحواسيب تستخدم قوة الجهد الكهربائي لتنفيذ عمليات مختلفة. ففي أجهزة الكمبيوتر يكون هذا في شكل تدفق بسيط للإلكترونات عبر تقاطعات تسمى الترانزستورات.

وتابع أن الإشارات في الخلايا العصبية تكون على شكل موجة من قنوات الفتح والإغلاق، التي تتبادل الجسيمات المشحونة، مثل الصوديوم والكلوريد والبوتاسيوم، ويسمى هذا النبض من الأيونات المتدفقة بجهد الفعل، وبدلا من الترانزستورات، تدير الخلايا العصبية هذه الرسائل كيميائيًّا في نهاية الفروع تسمى التشعبات.

إشارات مرور

قال عالم الأعصاب بجامعة هومبولت الألمانية، ماثيو لاركوم، إن التشعبات أساسية لفهم الدماغ، لأنها جوهر ما يحدد القوة الحسابية للخلايا العصبية المفردة، لافتًا إلى أن التشعبات هي إشارات المرور لنظامنا العصبي، وإذا كان جهد الفعل كبيرًا، فقد ينتقل إلى أعصاب أخرى، التي بدورها تمنع الرسالة أو تنقلها.

وأضاف أن هذه هي الأسس المنطقية لأدمغتنا، التي يمكنها توصيل تموجات الجهد بنمط جماعي في صورتين، إما رسالة AND، وهي التي تمرر الرسالة، إذا شغلت إشارتي (x) و(y) معًا، أو رسالة OR حين تعمل إحدى الإشارتين.

الدماغ البشري يمثل لغزًا محيرًا للعلماء

طرق مبتكرة

أوضح الموقع العلمي أنه لا يوجد مكان أكثر تعقيدًا من القشرة الدماغية، وهي الجزء الخارجي الكثيف المتجعد من الجهاز العصبي المركزي للإنسان. لافتًا إلى أن الطبقات العميقة الثانية والثالثة سميكة بنحو خاص، ومعبأة بالتشعبات التي تؤدي وظائف عالية المستوى نربطها بالإحساس والفكر والتحكم.

وذكر أن الباحثين فحصوا أنسجة هذه الطبقات، وربطوا الخلايا بجهاز “مشبك التصحيح الجسدي العصبي” لإرسال محفزات نشطة لأعلى ولأسفل كل خلية عصبية، وتسجيل إشاراتها، وأنهم راجعوا نتائجهم في عدد قليل من العينات المأخوذة من أورام المخ، للتحقق من أن الاكتشافات لم تكن فريدة من نوعها للمصابين بالصرع.

اكتشاف مثير للاهتمام

أضاف التقرير أن العثور على جهد بوساطة الكالسيوم أمر مثير للاهتمام، إلا أن نمذجة الطريقة التي يعمل بها هذا النوع الجديد من الإشارات في القشرة كشفت عن مفاجأة، فبالإضافة إلى وظائف “AND” و”OR” المنطقية، تعمل هذه الخلايا العصبية الفردية كتقاطعات (OR–XOR) “حصرية”، تسمح فقط بمرور إشارة عند تصنيف إشارة أخرى بطريقة معينة.

وأقاد بأن التكنولوجيا تتطلع إلى نظامنا العصبي لفهم كيفية تطوير أجهزة أفضل، لأن معرفة أن خلايانا الفردية لديها بعض التقنيات العصبية الجديدة، قد يؤدي إلى طرق مبتكرة لتطوير شبكة الترانزستورات في أجهزة الكمبيوتر.

اقرأ أيضًا| “شريحة دماغ” إيلون ماسك.. هل يُصبح الإنسان روبوت بلا مشاعر

اقرأ أيضًا| يشبه دماغ الإنسان.. ابتكار أول كمبيوتر كيميائي عصبي في العالم

اقرأ أيضًا| شركة في دبي تستخدم التكنولوجيا لتوفير المياه.. كيف؟