نقشه

اشتراک گذاشته شده با :

مغز

دانشمندان از شاهراهی گمشده در مغز نقشه برداری کردن
دانشمندان از شاهراهی گمشده در مغز نقشه برداری کردن
بیگ بنگ: پژوهشی که سه سال قبل به منظور رمزگشایی مغز صورت گرفت؛ پس از آشکارسازی، بخشی از مغز را نشان می دهد که در هیچ یک از کتب کالبدشناسی اثری از آن نیست. دانشمندان عصب شناسیِ محاسباتی که در تلاش برای باز کشف این بخش انجام دادند، ساختار مغزی ای که بیش یک قرن اثری از آن نبود را نقشه برداری کردند. به گزارش بیگ بنگ، اخیرا، فرانکو پِستیلی (Franco Pestilli) عصب شناس محاسباتی دانشگاه ایندیانا و یک گروه پژوهشی بین المللی مقاله ای در ژورنال سربرال کورتکس (Cerebral Cortex) منتشر کردند که نشان می دهد احتمالا این بخش گمشده از مغز علی رغم اینکه برای بیش از یک قرن اثری از آن نبوده است، نقشی اساسی در درک ما از جهان ایفا می نماید. دسته ای بلند و هموار از عصب ها که رشته های عصبی عمودی پسِ سری (vertical occipital fasciculus) یا وی اُ اف نام دارند؛ ساختاری را تشکیل می دهد که حدود ۳۰ سال پیش از پایان قرن نوزدهم در کتاب ها به تصویر کشیده شده بود و سپس به شکلی رمز آلود کاملا از دید حذف گردید. پِستیلی نیز عضو گروهی بود که برای اولین بار ردّ این ساختار گمشده از مغز را در یک نشریه مربوط به سال ۱۸۸۱ به قلم کالبدشناس آلمانی-اتریشی علوم اعصاب، کارل ورنیک گرفت. پِستیلی که نویسنده ی ارشد و استادیار در بخش علوم مغزی و روانشناختی در کالج علوم و هنر است و در این پروژه ی مشترک کارش را به عنوان دستیار تحقیق در دانشگاه استانفورد آغاز کرد، گفت: « پژوهش جدید ما نشان می دهد که احتمالا وی اُ اف باعث ایجاد ارتباط بنیادی ماده ی سفید مابین دو بخش سیستم دیداری است که یک بخش اشیاء، واژگان و چهره ها را شناسایی می کند و بخش دیگر به ما در فضا جهت می دهد. او اضافه کرد: این ساختار شاهراهی را بین دو بخش تشکیل می دهد: بخش پیشین و پایینی سیستم دیداری که خصوصیات چهره ها، واژگان و اشیاء را پردازش می کند و بخش بالایی نواحی پسینِ آهیانه که به دقت کردن بر روی موقعیت مکانی یک شیئ جهت می دهد.» اولین پژوهشگر در این گزارش هیروماسا تاکیمورا (Hiromasa Takemura) از مرکز اطلاعات و شبکه های عصبی در ژاپن بود. پستیلی عنوان کرد بسته به اینکه وی اُ اف در کدام قسمت کورتکس مغز خاتمه یافته است؛ می تواند نقش مهمی را در سیستم دیداری مغز با هماهنگ سازی ارسال اطلاعات مابین نواحی مهم مغز در رابطه با اینکه “کجا را می بینیم” و ” چه چیزی را می بینیم” ، بازی کند. در مباحثه ای طولانی مدت، عصب شناسان در مورد این که این دو بخش از سیستم دیداری تا چه میزان مستقل از هم عمل می کنند، بحث کرده اند. پژوهش جدید عنوان می کند که این نواحی عملکردی تنگاتنگ در هماهنگ سازی حرکت بدن در ارتباط با فرد و اشیای پیرامونش دارد. پِستیلی عنوان کرد نمونه های بیشماری وجود دارد که چگونگی در هم آمیزی این دو عملکرد را نشان می دهد. دراز کردن دستانتان به سوی دسته کلید، گذاشتن کلاه بر روی سرتان، هر روز تا محل کار رانندگی کردن، همه ی این موارد نیازمند هماهنگی میان چه چیز/کجا هستند. خواندن واژگان بر روی یک صفحه، که نیازمند حرکت دادن چشم های فرد با توجه به واژگان و حروف است نیز همینطور است. حالا اگر این هماهنگی میان چه چیز/کجا دچار نقص شود چه روی می دهد؟ پِستیلی اشاره ای دارد به شخصیتی در عنوان نوشته ی عصب شناس و نویسنده ی فقید اولیور سَکس (Oliver Sacks) به نام “مردی که زنش را با کلاه اشتباه گرفت”؛ کسی که وقتی از او خواسته شد تا کلاهش را از سرش بردارد و دوباره بگذارد، سعی کرد تا سر زنش را بردارد تا جای سر خودش بگذارد. در این گسستگی ارتباط ما بین شیئ و موقعیتش، تشخیص سَکس اثر یک تومور یا تباهی ای که سیستم دیداری شخص مبتلا کرده بود. پِستیلی با تمرکز بر روی علائم سَکس گفت: بویژه اینکه این مشکل ممکن است عملکرد وی اُ اف را تحت تاثیر قرار داده باشد. در وهله ی اول چگونه کل یک ساختار کالبد شناختی در مغز به ناگاه ناپدید می شود؟ شاید پاسخ به این پرسش در رقابتی علمی نهفته باشد. پِستیلی و همکارانش در گزارش پیشین شان ناپدید شدن وی اُ اف را به باورهای ناشی از چشم و هم چشمی میان کالبدشناسان علوم اعصاب نسبت دادند. بر خلاف ورنیک، تئودور مِی نر دانشمند برجسته ی دیگری در آلمان هیچگاه این ساختار جدید را نپذیرفت زیرا باور داشت که تمام گذرگاه های ماده ی سفید در وضعیت افقی قرار دارند. در طول زمان، وی اُ اف گمنام ماند. کار پِستیلی علاوه بر کمک به باز کشف و شناخته شدن عملکرد وی اُ اف همچنین به نقشه برداری از سایر قسمت های مغز انسان با جزئیاتی بی نظیر و با استفاده از تصویربرداری عصبی استیت آو دی آرت (state-of-the-art ) و سایر روش های محاسباتی نیز کمک می کند. این کار نه تنها به درک عمیق تر از مغز انسان نظیر ارتباط دگرگونی های مغز انسان با تفاوت های رفتاری میان اشخاص کمک می کند بلکه سایر بررسی های دانشگاهی درباره ی شبکه های پیچیده را نیز قوت می بخشد که شامل اتصالات مغز که عمدتا به تازگی در موسسه شبکه ی علمی دانشگاه ایندیانا شکل گرفته می شود. برایان واندل (Brian Wandell) یکی از هم-مولفان این پژوهش در دانشگاه استنفورد گفت:« این مطالعه ی جدید به درک ما از چگونگی ارتباط مابین دو بخش مهم از مغزمان با ترسیم تصویری از مغز که به هم پیوستگی بالایی دارد کمک می کند.» ترجمه: حسین طریقی / سایت علمی بیگ بنگ منبع: neuroscientistnews  

نخستین نقشه مغز جنین انسان ارائه شد
نخستین نقشه مغز جنین انسان ارائه شد
بیگ بنگ: دانشمندان برای نخستین بار نقشه مغز جنین انسان را با جزئیات دقیقی در مراحل رشدش در رحم مادر نشان دادند. این نقشه علاوه بر تهیه شواهدی از چگونگی و عوامل تمایز انسان از دیگر حیوانات، اطلاعاتی در مورد زمان آغاز اختلالاتی مانند اوتیسم نیز فراهم می آورد. به گزارش ایسنا، این موسسه پیش از این نقشه‌هایی از مغز در حال رشد و بالغ موش، مغز در حال رشد میمون و مغز بالغ انسان طراحی کرده بود. نقشه جدید برای اولین بار به نمایش مغز در حال رشد انسان و بویژه بخش نوقشر در حال رشد که جایگاه عملکردهای شناختی بالاتر است، پرداخته است. این نقشه به اندازه‌ای دقیق است که دانشمندان می‌توانند از آن برای بررسی گونه‌های مختلف سلولها در مراحل گوناگون رشد استفاده کنند. محققان این نقشه را با استفاده از مغزهای سالم پیش از تولد جنین از یک بانک مغزی تولید کردند. آنها از بافت مغز بدون ناهنجاری‌های شناخته شده یا ویروسهایی مانند HIV استفاده کردند. برای این پروژه، تصاویری از مغزها در دو مرحله متفاوت رشد پیش از تولد گرفته شد. دانشمندان به منظور اندازه‌گیری فعالیت ژنی از یک ابزار قدرتمند موسوم به ریزآرایه DNA استفاده کردند که سنجشی کمی از فعالیت هر ژن در ژنوم انسان را بطور همزمان ارائه می‌کند. آنها نتایج این فعالیت ژنی را با داده‌های موجودات دیگر بویژه موشها مقایسه کردند. موشها بطور گسترده در پژوهشهای زیست‌پزشکی به عنوان مدلی برای انسان استفاده می‌شوند و این نقشه‌ها می‌تواند به دانشمندان بینش جدیدی در مورد شباهتها و تفاوتهای مغز آنها با انسانها ارائه کند. محققان برخی از ژنها را شناسایی کردند که در مغز در حال رشد انسان فعال شده اما در مغز موشها خاموش مانده‌ بودند، یا بالعکس. برای مثال، مغز در حال رشد انسان حاوی ژنهایی است که در بخش فرونتال نسبت به همان بخش در مغز موش فعالتر هستند. بخش فرونتال با شخصیت و تصمیم‌گیری مرتبط است. نقشه یک مغز سالم در حال رشد همچنین نشانه‌هایی در مورد منشا اختلالات رشد مانند اوتیسم ارائه می‌کند. مطالعات دیگر، ژنهای خاصی را آشکار کرده‌اند که در اوتیسم فعال هستند. محققان دریافتند که این ژنها در سلولهای عصبی تحریک‌کننده تازه تولید شده در قشر پیش از تولد فعال می‌شوند که نشان‌دهنده امکان آغاز اوتیسم از درون رحم است.این نقشه‌های مغز در کنار یکدیگر تصویری از محل و زمان فعال شدن ژنهای مختلف را در مغز نشان می‌دهند. ژنها به رمزگشایی از پروتئینهایی می‌پردازند که همه کارهای حیاتی درون نورونها را انجام داده و درک پیچیده مغز انسان را افزایش می‌دهند. موسسه آلن یکی از سازمان‌های خصوصی حاضر در پرورژه BRAIN است که سال گذشته توسط باراک اوباما، رئیس جمهور آمریکا برپا شده است. همه اطلسهای مغز موسسه آلن بطور آنلاین در دسترس هستند و نتایج جدید نیز در مجله نیچر منتشر شده است. مطاعه بیشتر در: the-scientist