از GPS مغز چه می دانید؟

درست مانند سیستم موقعیت یاب جهانی ( GPS ) که به افراد کمک می‌کند موقعیت خود را بیابند مغز نیز یک سیستم درونی برای تعیین موقعیت بدن در محیط اطراف دارد.
پژوهش جدید محققان دانشگاه پرینستون شواهدی فراهم کرده است که نشان می دهد چگونه مغز این کار را انجام می دهد.

نتایج این مطالعات نشان می دهد نورون های خاص ردیاب- موقعیت در مغز موسوم به سلول های شبکه، با همکاری یکدیگر و به شیوه مشارکتی برای تعیین موقعیت، فعالیتشان را افزایش و کاهش می دهند.
در نظریه دیگری که پیش از این مطرح شده بود، آمده است این سلول ها هر یک به تنهایی به تعیین موقعیت کمک می‌کنند.
سلول های شبکه، نورونهایی هستند که وقتی حیوان در محیط حرکت می‌کند به طور الکتریکی فعال می‌شوند.
هر سلول وقتی فعال می‌شود که بدن به موقعیت خاصی مثلا در یک اتاق برود. به طور شکفت انگیزی این موقعیت ها در یک الگوی شش ضلعی مرتب می‌شوند.
دیوید تنک مجری این تحقیقات گفت: این سلول های شبکه با یکدیگر فضا را شبیه سازی می‌کنند. تحقیقات ما بر روی سازوکاری در سیستم عصبی متمرکز است که این الگوهای شش ضلعی را ایجاد می‌کند.
دانشمندان درحالی که موش ها در یک محیط مجازی رایانه ای حرکت می‌کردند، سیگنال های الکتریکی درون سلول های منفرد شبکه را در مغز این حیوانات اندازه گیری کردند.
این موش ها بر روی یک تردمیل مخصوص موش حرکت کرده و در عین حال به یک صفحه ویدیویی نگاه می‌کردند. این تصویر ویدیویی شبیه بازی های ویدیویی واقعیت مجازی است که انسان از آنها استفاده می‌کند.
این پژوهشگران با اندازه گیری تفاوت های ولتاژ بین درون و بیرون سلولها دریافتند فعالیت الکتریکی این سلول ها با میزان اندک آغاز می‌شود و سپس اوج می‌گیرد و همانطور که موش به هر نقطه از این شبکه شش ضلعی می رسد افزایش می‌یابد. وقتی موش از آن نقطه دور می‌شود ولتاژ الکتریکی نیز کاهش می‌یابد.
این الگوی افت و خیز معادل سازوکار پیشنهادی محاسبات عصبی موسوم به شبکه جذاب است.
مغز از تعداد بسیار زیادی از نورون ها ساخته شده که در شبکه هایی به هم متصل هستند. شبکه جذاب یک مدل نظری است که نشان می دهد چگونه نورون های مرتبط می توانند فعالیت مغزی را با همکاری یکدیگر افزایش دهند.
نظریه شبکه جذاب نخستین بار ۳۰ سال پیش توسط جان هاپفیلد مطرح شد.
محققان دریافتند اندازه گیری های آنها از فعایت سلول شبکه معادل مدل شبکه جذاب است. اگرچه محققان دانشگاه پرینستون فعالیت ریتمیک درون اغلب نورون ها را شناسایی کرده‌اند اما الگوهای فعالیت ظاهرا در محاسبات موقعیت نقشی ندارند.
نتایج این تحقیقات درنشریه نیچر منتشر شده است.
منبع: رهبران شیعه