تقوم الفئران بتنشيط شعيراتها بشكل مختلف في سياقات مختلفة. إن عمل الشوارب يجعل من الممكن التنبؤ بحركات الفئران
أين يتم توجيه الحواس؟ في تجربة كلاسيكية من الستينيات، عرض ألفريد ياربوس صورًا للمشاركين وتتبع حركات حدقتهم. أظهر عالم النفس الروسي كيف أن الطريقة التي "نختبر بها" العالم من خلال العيون تتغير وفقًا للسياق: عندما سأل عن عمر الأشخاص الذين تم تصويرهم - تحرك التلاميذ بين العيون والشفاه والكفين، وعندما سأل عن أعمارهم الاقتصادية الحالة - النظرة موجهة إلى الملابس والأشياء. معهد وايزمان لعلماء العلوم أظهرت مؤخرا لأن الفئران تنشط شواربها بطريقة مماثلة: تتغير حركات الشعيرات وفقًا للسياق، بل وتجعل من الممكن التنبؤ بحركات الفئران.
وكما يحدث غالبًا في العلوم، كانت نقطة البداية للبحث مختلفة تمامًا: الدكتور أفنير ويلش، الذي كان في ذلك الوقت باحثًا ما بعد الدكتوراه في مختبر بروفيسور ايهود احشير وفي قسم البيولوجيا العصبية، قام بتطوير نظام ينشط شوارب الفئران المخدرة. كان هدفه هو تقليد الطريقة التي تحرك بها الفئران شواربها عندما تكون مستيقظة، وقياس كيفية ترميز هذه الحركات في الدماغ. ومع تقدم البحث، أدرك الدكتور ويلش أنه ليس لديه معلومات كافية عن حركة الشارب الطبيعية. يقول الدكتور فيلاتش: "لقد بدأت بجمع البيانات من جميع أنواع الأماكن، بما في ذلك البيانات التي كانت "كذبًا" في مختبرنا دون استخدام". "من النظر إلى البيانات، أول ما برز هو أن هناك اختلافات كبيرة جدًا في الطريقة التي يحرك بها الفأر شواربه في سياقات مختلفة - على سبيل المثال، إذا كان الفأر يركض بحرية، أو كما هو الحال في العديد من التجارب فإذا كان رأسه أو بدنه ثابتاً، أو كانت شواربه خفيفة، فيسهل تتبع حركته».
بدأ الدكتور ويلش، مع الدكتور تيس بيكر أوريم والدكتور ديفيد دويتش، الذين كانوا طلابًا باحثين في المختبر في ذلك الوقت، في تنظيم البيانات الأولية وحاولوا رسم خريطة لحركات الشارب وفقًا لسلسلة من المعلمات بما في ذلك اتجاه حركة الشعيرات ومدى الحركة والسرعة والاهتزاز. كشف تحليل البيانات أنه عندما تكون الفئران حرة في التحرك كما يحلو لها، فإن حركة الشوارب لها خصائص ثابتة إلى حد ما: نطاق الحركة صغير نسبيًا ويكون التركيز بشكل خاص على الحركة للأمام واضحًا: 70٪ من الوقت تم تخصيصه للحركة الأمامية البطيئة والاستكشافية، في حين أن 30٪ فقط للحركة الخلفية السريعة؛ وبالمثل، فإن 70% من اهتزازات الشعيرات حدثت عندما كانت الشعيرات تتحرك للأمام، و30% فقط أثناء حركتها للخلف.
من السهل الافتراض أن فعل الشوارب هذا يعكس حركة الفأر للأمام وتوقعه لمواجهة الأشياء في اتجاه التقدم، لكن الباحثين لاحظوا شيئًا آخر: توقيت الاهتزازات سمح لهم بالتنبؤ بسلوك الجرذ. تعتبر اهتزازات الشارب (المضخات)، وهي نوع من الاضطرابات الصغيرة في الحركة السلسة والدائرية للشعيرات، متغيرًا مهمًا بشكل خاصدرس على نطاق واسع في مختبره البروفيسور أهيشر. يقول الدكتور دويتش: "من خلال عمل الدكتور دويتش، والدكتور بيكر أوريم، والدكتورة دانا شيرمان (التي كانت أيضًا طالبة أبحاث في المختبر في ذلك الوقت)، أصبح من الواضح أن الفئران تهتز شواربها عندما تفحص الأشياء". ولش. "ومع ذلك، كان يُعتقد حتى الآن أنه عندما يهتز الشارب في الهواء الطلق، دون أي ملامسة للعظام، فهذه آلية لمزامنة الحركة أو تصحيحها. لقد رأينا أنه إذا نظرت إلى حركة الشعيرات بدقة عالية، يمكنك في الواقع تحديد أين يتم توجيه الاهتمام المكاني للفأر والتنبؤ بالمكان الذي سيتحرك فيه للأمام أو يدير رأسه."
عندما لم تكن الفئران تتحرك - إما باختيارها أو نتيجة تثبيت الرأس - تغير استخدامها للشوارب تماما، وفي هذه المواقف، كان نطاق الحركة أكبر بكثير وكان الوقت الذي تقضيه في التحرك للأمام والخلف أكثر أو أكثر أقل تساويًا - وكذلك عدد اهتزازات الخط الطولي في الحركة للأمام والخلف. افترض الباحثون أن الفئران توسع نطاق استشعارها على كامل النطاق الممكن للتعويض عن فقدان درجة الحرية الناجمة عن تثبيت الرأس. يقول الدكتور ويلش: "تقدم هذه النتائج حلاً للغز مفتوح في الأدبيات البحثية". "في تجارب مختلفة، لاحظنا فيها نشاط دماغ الفئران أثناء استخدام شارب، تم الإبلاغ عن أن العديد من الخلايا تشفر الحركة إلى الخلف؛ وقد ظلت هذه النتائج حتى الآن دون تفسير مرض. ويظهر تحليلنا أن السبب في ذلك قد يكون ببساطة بسبب ظروف التجربة: من خلال تثبيت رؤوسهم، دفع الباحثون الفئران في الواقع إلى أخذ عينات من العالم بشكل مختلف.
وعلى غرار تجربة ياربص، وعلى غير العادة في أبحاث الدماغ اليوم، تعتمد الدراسة الحالية على الملاحظات السلوكية فقط، دون أي قياس لنشاط الدماغ. تثبت التجربتان أهمية إدراك الجهاز الحسي الحركي كدائرة مغلقة ليس لها نقطة بداية ووسط ونهاية - أي ليس إدراكا أحادي الاتجاه للتحفيز الحسي الذي يؤدي إلى استجابة حركية، ولكنها حلقة من ردود الفعل يتغير فيها تصور الواقع ذاته وفقًا للظروف والظروف والاحتياجات في تلك اللحظة. يقول الدكتور ويلش: «إن من معاني هذه الخاصية الأساسية للنظام أننا يجب أن نتذكر، كباحثين، أن الطريقة التي نجري بها التجارب تتخلل الحيوان وصولاً إلى مستوى الخلية الواحدة».
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
