شناسایی یک شبکه ابَرمحاسباتی در مغز

یک مطالعه جدید از دانشگاه اسلو نشان می دهد که مغز انسان دارای یک “مرکز عصبی مهم” است که می تواند محاسبات پیچیده تری را انجام دهد.

نورون های مغز این میلیاردر محاسبات پیچیده ای را برای اندازه گیری سرعت، موقعیت و جهت انجام می دهند.

برای سال‌ها، دانستن توانایی مغز برای محاسبه چنین پارامترهایی یک راز بوده است.

شارلوت پوخارا و تیمش در موسسه علوم پایه پزشکی دانشگاه اسلو، مرکز نروژی پزشکی مولکولی (NCMM) پس از پنج سال تحقیق در مورد نظریه شبکه گرانشی پیوسته (CAN) پیشرفت کردند.

پوخارا گفت: «ما اولین کسی بودیم که نشان دادیم مغز انسان در واقع حاوی «سلول‌های عصبی غیرمعمول» یا رایانه‌های معرفی‌شده توسط نظریه CAN است و نورون‌هایی را پیدا کردیم که به طور همزمان سرعت، موقعیت و جهت را اندازه‌گیری می‌کنند.

1400 نورون

پوخارا 1400 نورون ثبت شده در موش ها را به گونه ای تجزیه و تحلیل کرد که در چندین ناحیه از مغز توزیع شدند. او اخیراً به همراه همکارانش دیوید اسپلا و الساندرو تروز مقاله‌ای را با عنوان «سلول‌هایی با سرعت‌های زاویه‌ای و خطی در مدارهای پاراهیپوکامپ» در Nature Communications منتشر کرده است.

او گفت: «ما به موش‌ها یک کاوشگر کوچک مغزی با الکترودهای بسیار نازک دادیم که می‌توانست فعالیت مغز آنها را بخواند. سپس آنها آزاد بودند تا به دنبال چیزهای خوب در پیچ و خم بگردند. ما توانستیم حرکات آنها را با دوربین ردیابی کنیم و در نتیجه توانستیم عملکرد آنها را به فعالیت بسیاری از نورون هایی که ضبط کرده بودیم مرتبط کنیم.

تیم تحقیقاتی پوخاری از شکل پیشرفته‌ای از تجزیه و تحلیل داده‌ها برای بررسی دقیق آنچه در تمام لایه‌های قشر مغز در بسیاری از نواحی مغز اتفاق می‌افتد، استفاده کرد، از جمله مرور سیستماتیک مجموعه داده‌های بزرگ.

نظریه شبکه گرانشی پیوسته که توسط پوخارا مورد مطالعه قرار گرفت، دهه‌ها در میان دانشمندان محبوب بوده است. به طور خلاصه، او می‌گوید، همانطور که حرکت می‌کنیم، نقشه ذهنی یا درک ما از جایی که در آن قرار داریم، مرتباً با توجه به موقعیت جدیدمان به روز می‌شود.

تئوری یک شبکه گرانشی پیوسته بیان می کند که یک لایه پنهان از نورون ها محاسبات پیچیده ای را انجام می دهد و مقدار زیادی اطلاعات در مورد سرعت، موقعیت و جهت جمع آوری می کند. درست مانند کاری که دانشمندان ناسا هنگام نصب یک موشک انجام می دهند.

محققان می گویند که در گذشته وجود یک لایه پنهان فقط یک نظریه بود که هیچ مدرک روشنی برای آن وجود ندارد.

او گفت: «اکنون ما موفق به یافتن شواهد قوی از وجود واقعی مرکز گیاه شناسی در مغز شده ایم.

منطقه ای که پوکار و تیمش این لایه پنهان را پیدا کردند، بخشی از مغز است که برای اولین بار با شیوع بیماری آلزایمر آسیب دید.

پوخارا توضیح داد: «نتیجه گیری های ما مهم هستند. زیرا این سلول ها به ما می گویند کجا هستیم و چگونه حرکت کنیم و زمانی که کار آنها متوقف می شود، فرد می میرد. درک مکانیسم های داخلی کدگذاری مغز می تواند بعداً برای توسعه درمان های جدید مورد استفاده قرار گیرد.

منبع: باشگاه خبرنگاران جوان