العلماء يكشفون عن شبكات الخلايا العصبية لتتبع سرعة الإيقاع

أكّد العلماء، أنهم اكتشفوا الآلية الرئيسية في الدماغ التي تسيطر على التوقيت الدقيق، وتشير النتائج التي توصلوا إليها إلى أنّ التوقيت يتم التحكّم فيه من قبل الخلايا العصبية التي تنبسط وتضيق جراء من الخطوات التي تتخذها لتوليد السلوك في وقت محدّد، في حين اقترحت دراسات سابقة أن التحكم في التوقيت يتحقق من خلال منظم ضربات القلب المركزي.

وأعلن الباحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، إلى أن الحال قد لا يكون كذلك، وفي دراسة جديدة، أشاروا إلى أن ضبط الوقت، بدلا من ذلك، قد يعتمد على الخلايا العصبية المسؤولة عن إنتاج عمل معين، اعتمادًا على الفاصل الزمني المطلوب، تنبسط أو تضيق هذه الخلايا العصبية جراء الخطوات التي تتخذها، لتوليد السلوك في وقت محدد.

وكشف كبير مؤلفي الدراسة، الدكتور مهرداد جزايري، أنّه "وجدنا أنها عملية نشطة جدا، لا ينتظر الدماغ بشكل سلبي الساعة للوصول إلى نقطة معينة"، وتحدى الباحثون نظرية أن التوقيت يتم التحكم فيه من خلال ساعة داخلية بيولوجية، مبيّنًا أنّ"الناس يتساءلون الآن لماذا يريد الدماغ استنفاذ الوقت والطاقة لتوليد ساعة عندما لا تكون هناك حاجة إليها دائما، توجد هناك سلوكيات معينة نحتاج إلى القيام به لتوقيت، لذلك ربما أجزاء من الدماغ التي تحفظ هذه الوظائف يمكن أيضا أن تقوم بالتوقيت."

وسجّل الباحثون نشاطًا من 3 مناطق في الدماغ في الحيوانات، حيث قاموا بمهمة على فترتين زمنيتين مختلفتين - 850 ميلي ثانية أو 1500 ميلي ثانية، خلال هذه الفترات، وجد الباحثون نمطا معقدا من النشاط، فبعض الخلايا العصبية انطلقت أسرع، وبعضها أبطأ، وغيرها تأرجح، لكن الباحثين وجدوا أنه بغض النظر عن استجابة الخلايا العصبية، فإن المعدل الذي عدلوا فيه نشاطهم كان يعتمد على اللازم، وعندما كان الفاصل الزمني الأطول مطلوبًا، انبسط كل مسار من الخلايا العصبية، وهذا يعني أن الخلايا العصبية أخذت المزيد من الوقت لاستكمال نشاطها، ولكن عندما كان الفاصل الزمني أقصر، تم ضغط المسار.

وأوضح الدكتور جزائري، أنّ "ما وجدنا هو أن الدماغ لا يغير مساره عندما يتغير الفاصل الزمني، فإنه يغير فقط السرعة التي ينتقل بها من الحالة الداخلية الأولية إلى الحالة النهائية"، وركّز الباحثون على 3 مناطق في الدماغ وهي - القشرة الأمامية الظهرية الأمام جبهية، المتعلقة بالعديد من العمليات المعرفية، والنواة الذنبيية، المتعلقة بالتحكم الحركي والتعلم، والمهاد الذي يرسل الإشارات الحركية والحسية.

ووجد العلماء النمط العصبي المميز في كل من القشرة الأمامية الظهرية الأمام جبهية والنواة الذنبيية، ولكن في المهاد وجدوا نمط مختلف - بدلا من تغيير سرعة مساره، قامت الخلايا العصبية ببساطة بزيادة أو خفض معدل الانطلاق، وهذا يشير إلى أن المهاد هو من يرشد القشرة لكيفية ضبط نشاطها لتوليد فاصل زمني معين، ويأمل الباحثون الآن في استكشاف هذه الآلية بشكل أكبر لفهم كيف تؤثر توقعاتنا على قدرتنا على إنتاج فواصل زمنية مختلفة.