يمكن أن تؤدي الأبحاث الجديدة إلى فهم أفضل لكيفية عمل الدماغ - وقد تؤدي إلى أساليب جديدة لعلاج الاضطرابات العصبية وتطوير أجهزة الكمبيوتر التي تفكر مثل البشر.
اكتشف علماء من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس أن التشعبات (الموضحة هنا باللون الأخضر) ليست مجرد قنوات سلبية للتيارات الكهربائية بين الخلايا العصبية في الدماغ. الصورة: شيلي هالبين / جامعة كاليفورنيا في سان دييغو
قد تغير دراسة جديدة أجراها باحثون في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس – UCLA فهم كيفية عمل الدماغ، وقد تؤدي إلى أساليب جديدة لعلاج الاضطرابات العصبية لتطوير أجهزة كمبيوتر تفكر مثل البشر أكثر.
ركز البحث على بنية ووظيفة التشعبات، وهي مكونات الخلايا العصبية، الخلايا العصبية في الدماغ. الخلايا العصبية عبارة عن هياكل كبيرة تشبه الأشجار وتتكون من جذع (يسمى سوما - جسم الخلية العصبية) وفروع وأقسام عديدة تسمى التشعبات.
تولد أجسام الخلايا العصبية نبضات كهربائية قصيرة تسمى المسامير للاتصال والتواصل مع بعضها البعض. يعتقد العلماء أن هذه النبضات الجسدية تنشط عادةً التشعبات، التي ترسل تيارات بشكل سلبي إلى جسيمات الخلايا العصبية الأخرى، لكن هذه العملية لم يتم اختبارها بشكل مباشر بعد. هذه العملية هي الأساس لتكوين وتخزين الذكريات. يعتقد العلماء أن هذه هي الوظيفة الرئيسية للتشعبات.
اكتشف الباحثون أن التشعبات ليست مجرد أنابيب سلبية. أظهر بحثهم أن التشعبات تتحرك بحرية وتنتج نبضات أكثر بعشر مرات تقريبًا من جسم الخلية العصبية. يتحدى هذا الاكتشاف الاعتقاد بأن الطريقة الرئيسية التي يتشكل بها الإدراك والتعلم وإنشاء الذكريات هي في جسم الخلية العصبية.
يقول مايانك ميهتا، عالم الأعصاب بجامعة كاليفورنيا، والمؤلف الرئيسي للدراسة: "تشكل التشعبات أكثر من 90 بالمائة من الأنسجة العصبية". "إن معرفة أنها أكثر نشاطًا بكثير من جسم الخلية يغير بشكل أساسي طبيعة فهمنا لكيفية قيام الدماغ بحساب المعلومات. وهذا قد يمهد الطريق لفهم وعلاج المشاكل العصبية، وتطوير أجهزة الكمبيوتر الشبيهة بالدماغ".
واكتشف الباحثون أيضًا أن التشعبات تنتج تقلبات كبيرة في الجهد بالإضافة إلى النبضات العصبية. النبضات العصبية هي أحداث ثنائية، كل شيء أو لا شيء. تعمل أجسام الخلايا العصبية مثل أجهزة الكمبيوتر الرقمية. ومع ذلك، في التشعبات، وبصرف النظر عن هذه النبضات، يتم إنشاء جهد متغير ببطء، بكثافة أكبر من النبضات، مما يدفع الباحثين إلى افتراض أن التشعبات تؤدي عملية حسابية تناظرية.
قال ميهتا: "لقد وجدنا أن التشعبات عبارة عن هجينة تقوم بالحسابات التناظرية والرقمية، لذا فهي تختلف جوهريًا عن أجهزة الكمبيوتر الرقمية البحتة، ولكنها تشبه إلى حد ما أجهزة الكمبيوتر الكمومية التناظرية أيضًا. الاعتقاد الأساسي في علم الأعصاب هو أن الخلايا العصبية هي رقمية آلات. إما أنهم يخلقون نبضات أو لا يفعلون ذلك. تظهر هذه النتائج أن التشعبات لا تنتج نبضات فحسب، بل تنتج أيضًا تذبذبات تناظرية كبيرة تكون كل شيء أو لا شيء، وهو خروج كبير عما اعتقده علماء الأعصاب على مدار الستين عامًا الماضية.
نُشرت الدراسة في عدد 9 مارس من مجلة Science.
https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170309150634.htm
تعليقات 18
معجزات,
وفقا للاقتباس الذي قدمته، يبدو أنك على حق.
منافس
مصدري هو كتاب مكون من 1700 صفحة بعنوان مبادئ العلوم العصبية، نشره ماكجرو هيل.
لكن على ويكيبيديا، https://en.wikipedia.org/wiki/Neuron أنا أقتبس:
يؤدي جسم الخلية العصبية في كثير من الأحيان إلى ظهور تشعبات متعددة، ولكن ليس أكثر من محور عصبي واحد أبدًا، على الرغم من أن المحور العصبي قد يتفرع مئات المرات قبل أن ينتهي. في غالبية المشابك العصبية، يتم إرسال الإشارات من محور عصبي لخلية عصبية إلى تغصنات لخلية أخرى. ومع ذلك، هناك العديد من الاستثناءات لهذه القواعد: على سبيل المثال، يمكن أن تفتقر الخلايا العصبية إلى التشعبات، أو لا تحتوي على محور عصبي، ويمكن للمشابك العصبية توصيل محور عصبي بمحور عصبي آخر أو تشعبات بتشعبات أخرى.
معجزات,
إذن من إجابتك أفهم أن الإجابة إيجابية وأن هناك خلايا عصبية في جسمنا ليست في الدماغ. وهذا أمر مثير للدهشة لأنني حتى اليوم كنت أتعامل دائمًا مع الخلية العصبية كعضو موجود فقط في الدماغ حتى لو كان له امتدادات تصل مثلاً إلى العمود الفقري، ولم أكن أعتقد أن هناك خلايا عصبية موجودة في الورك مثلاً. .
فيما يتعلق بالخلايا العصبية التي لا تحتوي على محور عصبي، قمت بإجراء بحث على Google وكانت النتائج في الواقع تشير إلى أنه لا توجد خلايا عصبية بدون محور عصبي. هل يمكن أن تعطي رابطًا للمكان الذي قرأت فيه وجود مثل هذه الخلايا العصبية؟
منافس
هناك خلايا عصبية يعمل فيها التشعبات كمحور عصبي. لا أعرف على وجه التحديد أي الخلايا بهذه الطريقة.
مثال: هناك خلايا عصبية حسية تربط الركبة بالعمود الفقري السفلي - ومن هناك توجد خلايا عصبية حركية تعود إلى الركبة. وهذا ما يتم اختباره عندما تقوم بضربة خفيفة على الركبة بمطرقة مطاطية. هناك ردود فعل أخرى من هذا القبيل في الجسم.
معجزات,
لم أفهم من شرحك، هل هناك خلايا عصبية غير موجودة في الرأس؟ أي تلك التي أجزائها، جسم الخلية، والتشعبات، والمحور العصبي كلها تقع في اليد مثلا؟ أو سيرا على الأقدام؟
وما هي وظيفة الخلية العصبية بدون محور عصبي؟ أين هو موقعه
منافس
هناك ثلاثة أنواع من الخلايا العصبية على نطاق واسع. يرتبط النوع الأول بالخلايا الحسية، والنوع الثاني بالخلايا الحركية، والنوع الثالث يتصل فقط بالخلايا العصبية الأخرى.
الأعصاب ليست سوى "حبل" لعدد كبير من الخلايا العصبية. هناك عدة أعصاب في الرأس (12 زوجاً)، والمزيد من الأعصاب التي تنتقل من العمود الفقري إلى أعضاء الجسم.
وفحصت نفسي مرة أخرى - بالفعل هناك خلايا عصبية بدون محور عصبي 🙂
وهل هناك خلايا عصبية تقع خارج الدماغ؟ أو خارج منطقة الرأس؟ بعد كل شيء، الخلية العصبية هي خلية عصبية وتقع أيضًا في العمود الفقري وفي اليدين والساقين... في مفهومي، تشير الخلية العصبية دائمًا إلى الدماغ فقط.
منافس
صحيح ... خطأي.
معجزات,
هذا ليس منطقيًا بالنسبة لي أيضًا، لكنك قلت أولاً: "أفترض أن المحور العصبي غير ملون، أو أن ما يظهر هو خلية عصبية بدون محور عصبي."
منافس
الخلية العصبية هي خلية تقوم بمعالجة المعلومات وتوزيعها. الخلية التي لا تحتوي على محور عصبي ليست خلية عصبية.
معجزات,
هل هناك خلايا عصبية بدون محور عصبي؟ في الدماغ؟ ما هو دورهم؟
أحد المواضيع المثيرة للاهتمام هو الحتمية التي قدم فيها بعض العلماء أو الفلاسفة (وليس كلهم بالطبع) من مختلف مجالات العلوم تأكيدات لا لبس فيها حول الدماغ والطبيعة البشرية على سبيل المثال.
فيما يتعلق بالإرادة الحرة يوجد/لا يوجد، وفيما يتعلق بالشعور الذاتي، هل هو مجرد نوع من التلميح، هل من الممكن تطبيق مخلوق ذو شعور شخصي في مادة أخرى وجميع أنواع التحديدات الصارمة
في حين أن الأشياء المركزية جدًا للطريقة التي يعمل بها الدماغ بشكل عام لم تكن معروفة بعد للعلم، إذا كان هناك شيء أساسي جدًا للدماغ تم العثور عليه الآن لم يكن معروفًا حتى الآن، فإن السؤال الذي يطرح نفسه هو: هل هناك المزيد من الطبقات التي سيتم العثور عليها في المستقبل؟
إنها ليست إضافة صغيرة، ما وجدوه هو شيء مهم للغاية،
ويبدو أنه ينبغي أن يكون هناك قدر من التواضع حتى بالنسبة لشخص لامع وممتاز في مجال معين من محاولة تعميم تصوره
وحول نظام آخر لم يتم التعرف عليه بشكل كامل في الواقع، يمكن القول أنه إذا كان هذا النظام يعمل بطريقة معينة
أنها تتوافق مع المجال الذي يكون الشخص على دراية به، فمثلاً سيكون هناك اختيار حر أم لا حسب فهمه، ولكن فقط على افتراض أنه يعمل فقط في تلك المجالات، ولكن بما أنه لا يزال هناك الكثير مما يمكن عمله لفهم هذا النظام، يجب أن يكون هناك درجة من الحذر،
مثل المطرقة، كل مشكلة تبدو مثل المسمار، ذات مرة في عصر البخار، كان بعض الناس ينظرون إلى الإنسان على أنه آلة
علم الأحياء ذو العجلات المسننة اليوم، في عصر الكمبيوتر الكلاسيكي، يُنظر إلى الدماغ على أنه كمبيوتر بيولوجي رقمي،
أصبح من الواضح الآن أن هذا مستوى أكبر بكثير من التعقيد، وهو مزيج من الحوسبة التناظرية والكلاسيكية، والسؤال هو ما إذا كانت هناك طبقات أخرى قد تخفي أيضًا نظامًا حسابيًا غير كلاسيكي كما يعتقد بعض العلماء والبعض الآخر يحتقر هذا بشدة إمكانية؟ يبدو أنك لا تعرف شيئًا ما بشكل كامل، ويجب أن تكون حريصًا على عدم الإدلاء بتصريحات لا لبس فيها حول هذا الموضوع.
من المنطقي أن يتم تنفيذ جميع تصرفات الدماغ في نفس الروابط بين التشعبات.
وبما أن الدماغ لا يحتوي على معالج مركزي مثل الكمبيوتر، فهذا يعني أن كل هذه التشعبات أو اتصالها مع تشعبات أخرى هو في الواقع معالج ومخزن للذاكرة وربما يعمل بطريقة تناظرية، ويستقبل قيمة تناظرية يمررها وإلا فلن يكون قادرًا على تخزين معلومات تتجاوز الصفر أو الواحد، ويجب أن يكون المحفز الذي يتدفق على طول المحاور أيضًا قيمة تناظرية...
منافس
وجاء في المقال الأصلي أن ما تم رسمه باللون الأخضر هو التشعبات. أفترض أن المحور غير ملون، أو أن ما يظهر هو خلية عصبية بدون محور عصبي.
الشريان الأخضر السميك الذي يخرج نحو اليسار والأسفل في الصورة.
1. في رأيي، الشريان الرئيسي المطلي باللون الأخضر في الصورة هو محور عصبي وليس تغصنات.
2. "هذه النتيجة تتحدى الاعتقاد بأن الطريقة الرئيسية التي يتشكل بها الإدراك والتعلم وإنشاء الذكريات هي في جسم الخلية العصبية"
الغريب، حسب ما أعرف، أن الجزء الرئيسي من التعلم وإنشاء الذكريات يتم إنشاؤه في نقاط الاشتباك العصبي المنتشرة بشكل جماعي على الفروع التغصنية.
3. "اكتشف الباحثون أيضًا أن التشعبات تنتج تقلبات كبيرة في الجهد بالإضافة إلى النبضات العصبية. النبضات العصبية هي أحداث ثنائية، كل شيء أو لا شيء. تعمل أجسام الخلايا العصبية مثل أجهزة الكمبيوتر الرقمية. ومع ذلك، في التشعبات، وبصرف النظر عن هذه النبضات، هناك أيضًا جهد يتغير ببطء، بقوة أكبر من قوة النبضات.
من الغريب حقًا أنهم حتى اليوم لم يكتشفوا ذلك، بعد أن قام جميع علماء الأعصاب بقياس جهد النبضات الكهربائية في الدماغ باستمرار، فإذا كانت هذه النبضات تركب فوق جهد تناظري متغير، فيجب أن تكون هي أيضًا قد تغيرت، فكيف ذلك؟ ولم يتعرفوا على ذلك بكل أجهزة القياس؟
إلى: ي. فرات
لقد كنت على حق في تعليقك. يجب كتابة "الدماغ أكثر نشاطًا بعشر مرات". لكن،
كان من الممكن بصيغة مختلفة قليلاً "نشاط الدماغ بعشر مرات"
عشر مرات وليس عشر مرات