رمزگشایی علت "توجه" مغز به یک موضوع خاص

دانشمندان "دانشگاه جانز هاپکینز"(Johns Hopkins University) با مطالعه بر روی جغدهای انبار دریافته‌اند که چگونه مغز به برخی موضوعات توجهی بیشتری دارد.جغد انبار بیشترین گستردگی را میان جغدها دارا می‌باشد و میزان گستردگی آن در میان سایر پرندگان نیز مثال زدنی است. این خانواده یکی از دو خانواده اصلی جغدها را تشکیل می‌دهد، خانواده دیگر، جغدان یا جغدهای اصلی (Strigidae) نامیده می‌شود.پژوهش جدید دانشمندان بر روی همه حیوانات و انسان‌ها صدق می‌کند و بینش جدیدی در مورد آنچه در مغز در موارد "اختلال کم‌توجهی"(attention deficit disorder) رخ می‌دهد، ارائه می‌دهد."شرش میسور"(Shreesh Mysore) یکی از نویسندگان این مطالعه و عصب شناس دانشگاه جانز هاپکینز گفت: در جهان ما یک میلیون موضوع وجود دارد که چشم‌ها، گوش‌ها، پوست و دیگر اعضای حسی ما را درگیر می‌سازد. از همه این موضوعات، ما تنها به برخی موضوعات اهمیت خاصی داده و به آن توجه می‌کنیم. مطالعه ما یک پاسخ واقعا زیبا برای چگونگی حل یک مولفه کلیدی در مغز ارائه می‌دهد.

دانشمندان چند دهه گذشته که بخش "پیشامغز"(forebrain) حیوانات را مورد بررسی قرار داده بودند، نتوانسته بودند یک پاسخ خوب در مورد اینکه چگونه مغز تصمیم می‌گیرد به چیزی بیشتر توجه کند، پیدا کنند.پیشامغز یا پروزانسفالون بخشی از مغز مهره‌داران است که از بخش پیشین سه حفره اولیه لوله عصبی رویانی تکوین یافته است. پیشامغز جلویی‌ترین قسمت مغز است .به پیشامغز، جلومغز، مغز جلویی یا مغز قدامی هم گفته می‌شود.اکنون پس از چند دهه پژوهشگران تصمیم گرفتند تا "میان مغز" (midbrain) را مورد بررسی قرار دهند.میان‌مغز یا مزانسفال بخشی از مغز است که از بخش میانی سه حفره اولیه لوله عصبی رویانی تکوین می‌یابد.مغز میانی در بالای" پل مغز"(Pons) قرار گرفته است و ریشه‌های عصب محرک چشم، جسم سیاه، که بعضی اعمال حرکتی را به عهده دارد، در آن قرار دارد."پیشامغز"، "میان مغز" و" پس‌مغز" سه بخش اصلی مغز در اوایل تکوین دستگاه عصبی مرکزی هستند. پیشامغز کنترل‌ کننده حرارت بدن، عملکردهای تولید مثل، خوردن، خوابیدن و هرگونه بروز احساسات است.

میسور در ادامه افزود: نکته‌ای که ما طی مطالعه دریافتیم این بود که انسان‌ها پیشامغز بسیار پیشرفته‌ای ندارند.پژوهشگران به این دلیل که جغدها دید و شنوایی قوی دارند، آنها را برای این مطالعه انتخاب کردند. جغدها نیز مانند همه پرندگان، یک میان مغز سازماندهی شده دارند به گونه‌ای که میان مغز آنها فعالیت نورون‌های خاصی از مغز را پیگیری می‌کند. در این مطالعه، دانشمندان ۱۵ محرک بصری جغدها را بر روی یک مانیتور نمایش دادند و همزمان فعالیت نورون‌های میان مغز هر یک از جغدها را اندازه‌گیری کردند.آنچه که دانشمندان پس از انجام آزمایشات دریافتند، برای آنها گیج کننده و غیر منتظره بود. نورون‌های هر جغد معمولا فضای بصری را به صورت توپوگرافی رمزگذاری می‌کنند، به این معنی که نورون‌های مجاور فضاهای مربوط به قسمت‌های دیگر مغز را نیز رمزگذاری می‌کنند، پس از آن دانشمندان دریافتند هر نورون به چند بخش مختلف مغز که گاها از آن نورون بسیار دور هم هستند، رسیدگی کرده و پاسخ می‌دهد."نگاراج مهاجان"(Nagaraj Mahajan)، نویسنده ارشد این مطالعه و مهندس برق و کامپیوتر به منظور تعیین اینکه چرا این نورون‌ها دو برابر و حتی سه برابر شده‌اند، یک مدل را طراحی کرد.

او کشف کرد که اگر نورون‌ها نیاز به دریافت سیگنال از مهمترین مکان در جهان داشته باشند، مهم نیست که ورودی‌های تصویری از کجا می‌آیند، آنها آن را رمزگذاری می‌کنند. تنها راه ممکن توجه به موضوع خاص را می‌توان به عملکرد متابولیک و رمزگذاری‌های مختلف نورون‌های مغز مرتبط دانست.دانشمندان امیدوارند با درک این نکته که چگونه مغز در سطح عصبی، فرایند توجه را حل می‌کند، پیش بینی‌های آگاهانه‌ای در مورد اختلالاتی مانند "اختلال کم‌توجهی-بیش‌فعالی"(ADHD) داشته باشند.اختلال کم‌توجّهی - بیش‌فعالی یک اختلال رفتاری رشدی است که طی آن معمولا کودک توانایی دقت و تمرکز بر روی یک موضوع را ندارد و روند یادگیری در او کند است و کودک از فعالیت بدنی غیرمعمول و بسیار بالا برخوردار است. این اختلال با فقدان توجه، فعالیت بیش‌ از حد، رفتارهای تکانشی، یا ترکیبی از این موارد همراه است.میسور در انتها افزود: این آزمایشات برای نخستین بار به ما نشان داد که چگونه مغز در موقعیت‌های انتخابی می‌تواند مشکل انتخاب را حل کند. ما طی این مطالعه دریافتیم که نورون‌های میان مغز نقش کلیدی و مهمی در توجه مغز ما به موضوع خاصی دارند. اگر ما خوش شانس باشیم با آزمایشات بیشتر می‌توانیم بیماران مبتلا به اختلال کم‌توجهی را درمان کنیم.این مطالعه در مجله "Cell Reports " منتشر شد.