کشف یک تفاوت اساسی بین مغز انسان و دیگر گونه های جانداران

به نقل از اس‌ای، تیمی به سرپرستی پژوهشگران موسسه فناوری فدرال سوئیس در لوزان(EPFL) از تکنیک‌های تجزیه و تحلیل پیشرفته داده‌ها در کنار اسکن‌های تصویربرداری fMRI برای تجزیه و تحلیل فعالیت مغز در انسان‌ها، موش‌ها و میمون‌های ماکاک منفعت گیری کردند.

پژوهشگران با قیاس «نقشه‌های ترافیک» به ‌دست ‌آمده از مغز دریافتند که مغز انسان از چندین مسیر موازی برای انتقال اطلاعات از یک منطقه به منطقه دیگر منفعت گیری می‌کند، در حالی که مغز موش‌ها و ماکاک‌ها تنها از کانال‌های منفرد منفعت گیری می‌کند.

الساندرا گریفا، مهندس زیست پزشکی در EPFL می‌گوید: آنچه در مطالعه ما تازه است، منفعت گیری از داده‌های چندوجهی در یک مدل واحد است که دو شاخه از ریاضیات را ترکیب می‌کند که شامل «نظریه گراف» که نقشه‌های راه چند سیناپسی را توصیف می‌کند و «نظریه اطلاعات» است که انتقال اطلاعات یا ترافیک را از طریق مسیرها ترسیم می‌کند.

او گفت: اصل اساسی این است که مطلب‌های ارسال شده از منبع به مقصد بدون تحول باقی می‌همانند.

ترافیک اطلاعاتی که در مغز حرکت می‌کند، همانند ترافیکی است که در جاده‌ای با توقف‌های متعدد در مسیر حرکت می‌کند. به نظر می‌رسد مغز ما به طور همزمان از چندین جاده منفعت گیری می‌کند تا کاروان سیگنال‌ها را به مقصد رساند.

علاوه بر این، پژوهشگران کشف کردند که این مسیرهای موازی به اندازه تاثییر انگشت منحصر به فرد می باشند. آنها می‌گویند، مطالعه روش خاصی که اطلاعات در اطراف مغز جریان می‌یابد، می‌تواند سیستم‌های عصبی فردی را تشخیص دهد.

گریفا می‌گوید: این چنین پردازش موازی در مغز انسان فرضیه شده است، اما قبلاً هیچ زمان در سطح کل مغز مشاهده نشده می بود.

این که چطور این کانال‌های چندگانه بر پردازش فکر تأثیر می‌گذارند و چرا ما آنها را داریم، در حالی که حیوانات دیگر ندارند، فراتر از محدوده این مطالعه است. با این حال، پژوهشگران فکر می‌کنند که مغز بزرگتر ما الگوهای پیچیده‌تری از اتصال را ممکن و فعال کرده است.

پژوهشگران می‌گویند، این ویژگی این چنین امکان پذیر سطحی از انعطاف‌پذیری را به مغز انسان اضافه کرده باشد که اگر یک کانال مسدود بشود یا صدمه ببیند، این امکان وجود داشته باشد که اطلاعات به کانال فرد دیگر تحول مسیر دهند.

در ادامه، این پژوهش می‌تواند به ما پشتیبانی کند تا تعیین کنیم که چطور صدمه‌های ناشی از صدمه‌های مغزی می‌تواند ترمیم بشود یا چطور می‌توانیم در برابر تشکیل شرایطی همانند زوال عقل محافظت تشکیل کنیم.

گریفا می‌گوید: ما می‌توانیم فکر کنیم که این جریان‌های اطلاعاتی موازی امکان بازنمایی چندگانه حقیقت و توانایی انجام عملکردهای انتزاعی خاص برای انسان‌ها را فراهم می‌کنند.

او گفت: ما به نحوه حرکت اطلاعات نگاه کردیم، به این علت قدم دلنشین بعدی، مدل‌سازی فرآیندهای پیچیده‌تر برای مطالعه نحوه ترکیب و پردازش اطلاعات در مغز برای تشکیل چیزی تازه است.

این پژوهش در مجله Nature Communications انتشار شده است.