علماء الأعصاب يتوصلون إلى معرفة كيفية «قراءة» و«كتابة» إشارات الدماغ!

تماماً مثل جهاز كومبيوتر معقد جداً، تسيطر أدمغتنا على أفكارنا وسلوكياتنا عبر رشقات كهربائية. وهذا يعني أننا يجب أن نكون قادرين على فهم كيفية عمل الدماغ والسيطرة عليه، ولكن أدمغتنا مرمّزة بلغة لا نفهمها حتى الآن.

ومع ذلك، فقد طور باحثون من جامعة لندن في المملكة المتحدة (London College University) طريقةً جديدة سمحت لهم بقراءة وكتابة إشارات المخ في الفئران باستخدام ومضات من الضوء، وهذا التطور يأخذنا خطوة أقرب إلى فهم أفضل لكيفية عمل الدماغ، ويحتمل أن يكون هذا التطور بداية لفهم كيفية برمجته أيضاً.

تعتمدُ طريقـتُهم على تقنيتين متطورتين، تتضمّن الأولى ترميزَ أجهزة استشعار النشاط وراثياً، والتي تسمح للخلايا العصبية أن تضيء عندما تكون نشطة، والثانية هي هندسة هذه الخلايا العصبية وراثياً نفسها للتعبير عن البروتينات الحساسة للضوء، وهذا يعني أنه يمكن تفعيلها باستخدام ومضات من الضوء.

وقد وصفت هذه التقنية في مجلة طرق الطبيعة (Nature Methods: هنا ). ويأملُ الباحثون أنها سوف تسمح لنا أن نتعلم المزيد عن «اللغة» التي يستخدمها الدماغ لمعالجة المعلومات.

وقال «مايكل هاوسر»- المؤلف الرئيسي للدراسة- في بيان صحفي: "إن جمع القدرة على قراءة وكتابة النشاط في الخلايا العصبية نفسها في الدماغ السليم يشكِّل ثورةً بالنسبة لعلماء الأعصاب في كيفية التفاعل مع وفهم نشاط الدماغ".

وأضاف هاوسر: "واحدة من أفضل الأشياء الناتجة عن محادثة طويلة مع شخص ما هو أنه يمكنك حقاً التعرف عليه، و مع مرور الوقت، يمكن لطريقة استجاباتهم أن تعطيك إحساساً للأسئلة الرئيسية التي يمكنك طرحها من أجل فهم طبيعتهم أكثر". وأضاف: "وكما نستخدمُ كلمات معينة في الجمل التي تثير رداً من شخص ما نتحدث معه، فقد استخدمنا الضوء لتفعيل مجموعات محددة من الخلايا العصبية في الدماغ السليم وقمنا بتسجيل كيفية استجابة الخلايا الأخرى. ونحن نأمل من خلال هذه الطريقة أن نصبح قادرين على طرح الأسئلة على الدماغ وفهم كيفية عمله من خلال الإجابات".

للقيام بذلك، استخدم فريق العلماء تقنية ثلاثية الأبعاد لتقسيم شعاع من الضوء وتوجيهه إلى الخلايا الفردية - وهذا يسمح لهم بتنشيط عدة خلايا دماغية في وقت واحد.

واستخدم الباحثون هذه التقنية لتفعيل مجموعةٍ من الخلايا العصبية في القشرة التي تستجيب على وجه التحديد إلى إحساس اللمس - الغاية هي محاولة خداع أدمغة الفئران لـ«الشعور» باللمس- ثم سجّل الفريق ومضاتٍ من النشاط في كل من الخلايا العصبية المنشطة من خلال الضوء وكذلك مئات الخلايا المجاورة لها، هذا سمح لهم «باستجواب» هذه الدارة بطريقة دقيقة، من خلال تفعيل خلايا الدماغ المختارة باستخدام أنماط مختلفة وقياس مدى استجابة الدارة.

و يوضح الإصدار:

يمكن تكرار هذه التجارب على المجموعات نفسها من الخلايا العصبية في الحيوانات نفسها على مدى أيام وحتى أسابيع، مما يسمح للـ«محادثة» أن تمتدَ مع الدارة. ويأملُ الفريق في المستقبل أنه باستبدال التحفيز المادي بنشاطٍ دماغي دقيق وثلاثي الأبعاد، فقد يصبح من الممكن فك «الشيفرة العصبية» للإدراك الحسي.

قال أحد قادة البحث «آدم باكر» في بيان صحفي: "نحن متحمسون جداً لاستخدام هذه التكنولوجيا لاستكشاف كيف تقوم مجموعات من الخلايا العصبية - وفي نهاية المطاف مخازن الدماغ- بمعالجة المعلومات القادمة من العالم حولنا".

وأضاف: "يوفر هذا العمل وسيلةً جديدة لعلماء الأعصاب للقيام بمحادثة على المدى الطويل مع القشرة الدماغية في مخ الفأرة. بشكل حاسم، ولأن أسلوبَيْ التسجيل والتفعيل يعتمدان على الضوء، فهذا يجعلها أساليب مرنة وغير الغازية (invasive-non )."

المصدر: هنا