18 كانون الأول، 2012
فريق عمل redOrbit والتقارير السلكية - عالمك على الإنترنت
إن إحدى الميزات الفريدة للعقل البشري هي قدرته على إعادة تحديد أولويات أهدافه وأولوياته مع تغير الأوضاع وإدخال معلومات جديدة. يحدث هذا عند إلغاء رحلة بحرية مخطط لها لأنك في حاجة إلى المال لإصلاح سيارتك المدمرة ، أو عندما تعيق هرولك في الصباح لأن هاتفك الخلوي يرن في جيبك.
في باقة دراسة جديدة نشرت في وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم يقول باحثون من جامعة برينستون إنهم اكتشفوا الآليات التي تتحكم في كيفية استخدام أدمغتنا للمعلومات الجديدة لتعديل أولوياتنا الحالية.
فريق من الباحثين في معهد برنس نيوروساينس (PNIيستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) لفحص الموضوعات ومعرفة أين وكيف يعيد العقل البشري الأهداف. ومن غير المستغرب ، وجدوا أن تغيير الأهداف يحدث في القشرة المخية قبل الجبهية ، وهي منطقة في الدماغ معروفة بأنها مرتبطة بمجموعة متنوعة من السلوكيات عالية المستوى. كما لاحظوا أن الدوبامين القوي الذي يحمل العصب العضوي - والذي يُعرف أيضًا باسم "المادة الكيميائية الممتعة" - يلعب دوراً حاسماً في هذه العملية.
وباستخدام نبضة مغناطيسية غير ضارة ، قطع العلماء النشاط في القشرة المخية قبل الجبهية للمشاركين بينما كانوا يلعبون ألعاب ووجدوا أنهم غير قادرين على التحول إلى مهمة مختلفة في اللعبة.
"لقد وجدنا آلية أساسية تسهم في قدرة الدماغ على التركيز على مهمة واحدة ومن ثم الانتقال بمرونة إلى مهمة أخرى" جوناثان كوهينومدير مشارك لـ PNI و Robert Bendheim في الجامعة و Lynn Bendheim Thoman Professor in Neuroscience.
"ضعف في هذا النظام أساسي للعديد من الاضطرابات الحرجة في الوظيفة المعرفية مثل تلك التي لوحظت في الفصام والاضطراب الوسواسي القهري".
وقد أثبتت الأبحاث السابقة أنه عندما يستخدم الدماغ معلومات جديدة لتعديل أهدافه أو سلوكياته ، فإن هذه المعلومات يتم حفظها مؤقتًا في الذاكرة العاملة للدماغ ، وهو نوع من تخزين الذاكرة على المدى القصير. لكن حتى الآن ، لم يفهم العلماء الآليات التي تتحكم في كيفية تحديث هذه المعلومات.
استخدام الألعاب إلى PINPOINT DECISION-MAKING
جنبا إلى جنب مع المؤلف الرئيسي للدراسة كيمبرلي داردين من جامعة فرجينيا للتكنولوجيا بالإضافة إلى زملائه الباحثين Neir Eshel ، جوزيف لوكا ، Agatha Lenartowicz و Leight Nystrom ، وضع كوهين وفريقه دراسة سمحت لهم بمسح أدمغة رعاياهم أثناء لعبهم لعبة. تطلبت اللعبة من المشاركين الضغط على أزرار محددة اعتمادًا على إشارات بصرية مختلفة. إذا تم عرض الحرف A قبل الحرف X ، طُلب منهم الضغط على زر يسمى "1". ومع ذلك ، إذا رأوا الحرف B قبل X ، فعليهم الضغط على زر يسمى "2".
ولكن في الإصدار السابق من هذه المهمة ، طُلب من المشاركين أولاً الضغط على زر 1 عندما رأوا X بغض النظر عن الأحرف التي سبقته. وبالتالي ، فإن القاعدة A و B التي تم تقديمها في الجولة الثانية بمثابة "المعلومات الجديدة" التي كان على المشارك استخدامها من أجل تحديث هدفه في تحديد الزر المراد الضغط عليه.
بعد فحص الرنين المغناطيسي الوظيفي بعد ذلك ، وجد الباحثون نشاطًا متزايدًا في القشرة المخية قبل الجبهية اليمنى عندما يكمل المشاركون المهمة الأكثر تعقيدًا اتخاذ قرار بين اثنين من الأزرار على أساس الإشارات البصرية A و B. لم يكن هذا هو الحال ، ولكن ، لإصدار أبسط من المهمة.
أكدت نتائج كوهين نتائج مشروع بحثه السابق الخاص به من 2010 والذي استخدم طريقة مسح مختلفة لقياس توقيت نشاط الدماغ.
في الدراسة الحالية ، قدم فريق البحث أيضًا نبضات مغناطيسية قصيرة إلى قشرة الفص الجبهي للتأكد من أن هذا هو في الواقع منطقة الدماغ التي تشارك في تحديث الذاكرة العاملة. استنادًا إلى توقيت النبض في الدراسة السابقة ، ألقى العلماء النبضة المغنطيسية في اللحظة الدقيقة عندما اعتقدوا أن القشرة المخية قبل الجبهية الصحيحة يجب أن تقوم بتحديث الذاكرة. ووجد الباحثون أنهم إذا قاموا بتسليم النبض بالضبط بعد 0.15 ثانية ، رأى المشاركون الأحرف A أو B ، فلم يتمكنوا من الضغط على الزر الصحيح. وبالتالي كانوا قادرين على استخدام النبض المغناطيسي لعرقلة عملية تحديث الذاكرة.
"لقد توقعنا أنه إذا تم تسليم النبض إلى جزء من القشرة المخية قبل الجبهية اليمنى التي لوحظت باستخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي ، وفي الوقت الذي يقوم فيه الدماغ بتحديث معلوماته كما كشفها EEG ، فإن هذا الموضوع لن يحتفظ بالمعلومات حول A و B ، تدخلاً في أدائه أو مهامها في مهمة دفع الأزرار ، "أوضح كوهين.
DOPAMINE كجاكتير من ذاكرة العمل لدينا
في الجزء الأخير من التجربة ، أراد فريق كوهين اختبار نظريته التي مفادها أن الدوبامين الناقل العصبي مسؤول عن وضع علامات على معلومات جديدة ومهم لتحديث الذاكرة العاملة والأهداف عند دخوله القشرة المخية قبل الجبهية. الدوبامين هو مادة كيميائية تحدث بشكل طبيعي وتعرف أنها تلعب أدوارًا رئيسية في عدد من العمليات العقلية مثل تلك التي تنطوي على التحفيز والمكافأة.
للقيام بذلك ، استخدم الفريق مرة أخرى fMRI لمسح منطقة تسمى الدماغ المتوسط المكتظ بالسكان مع الخلايا العصبية المتخصصة - المعروفة باسم نوى الدوبامين - المسؤولة عن إنتاج معظم إشارات الدوبامين في الدماغ. وتتبع الباحثون نشاط هذه الخلايا العصبية التي تنبعث منها الدوبامين في حين قام المشاركون بأداء المهام ووجدوا ارتباطًا كبيرًا بين نشاط الدماغ في هذه المناطق وقشرة الفص الجبهي اليمنى.
"كان الجزء الملحوظ هو أن إشارات الدوبامين ترتبط مع سلوك متطوعينا ونشاط دماغهم في القشرة المخية قبل الجبهية" ، أوضح كوهين.
"توفر مجموعة الاستنتاجات هذه دليلاً قوياً على أن نوى الدوبامين تمكّن القشرة الأمامية الجبهية من الاحتفاظ بالمعلومات ذات الصلة بتحديث السلوك ، ولكن ليس المعلومات غير ذلك".
يعتقد البروفيسور ديفيد بادري من جامعة براون ، وهو متخصص في العلوم المعرفية واللغوية والنفسية ، أن عمل فريق كوهين يمثل خطوة كبيرة إلى الأمام في محاولة العلم لفهم كيفية قيام الدماغ بتحديث ذاكرته العاملة.
على الرغم من عدم مشاركته مباشرة في الدراسة ، كتب Badre تعليقًا على الدراسة التي نشرتها PNAS على الإنترنت في أوائل نوفمبر. وذكر فيها: "إن الآليات التي يحقق بها الدماغ توازنًا متكيفًا بين المرونة والثبات هي أساس الكثير من التحريات الجارية في علم الأعصاب الإدراكي. توفر هذه النتائج أساسًا لإجراء تحقيقات جديدة في الآليات العصبية للسلوك المرن والموجه نحو الأهداف. "
;