شناسایی یک شبکه ابَرمحاسباتی در مغز

یک مطالعه جدید از دانشگاه اسلو نشان می دهد که مغز انسان دارای “مراکز عصبی مهم” است که می تواند محاسبات پیچیده تری را انجام دهد.

نورون های مغز این میلیاردر محاسبات پیچیده ای را برای اندازه گیری سرعت، موقعیت و جهت انجام می دهند.

برای سال ها، دانستن توانایی مغز برای محاسبه چنین پارامترهایی یک راز بود.

شارلوت پوخارا و تیمش در مؤسسه علوم پایه پزشکی، مرکز پزشکی مولکولی، دانشگاه اسلو، نروژ (NCMM) پس از پنج سال تحقیق بر روی نظریه شبکه گرانشی پیوسته (CAN) پیشرفت کردند.

پوخارا توضیح می‌دهد: «ما اولین کسی هستیم که به وضوح نشان می‌دهیم که مغز انسان در واقع حاوی «سلول‌های عصبی خارق‌العاده» یا ماشین‌های محاسباتی معرفی‌شده توسط نظریه CAN است و نورون‌هایی را کشف کرده‌ایم که سرعت، موقعیت و جهت را به یکباره اندازه‌گیری می‌کنند.

1400 نورون

پوخارا 1400 نورون ثبت شده در موش ها را به گونه ای تجزیه و تحلیل کرد که در چندین ناحیه مغز توزیع شد. او اخیراً به همراه همکارانش دیوید اسپلا و الساندرو تروز مقاله‌ای را با عنوان «سلول‌های سرعت زاویه‌ای و خطی در مدار پاراهیپوکامپ» در Nature Communications منتشر کرده است.

او گفت: “ما به موش ها یک کاوشگر مخچه با الکترودهای بسیار نازک دادیم که می توانست فعالیت مغز آنها را بخواند.” سپس، آنها آزادند تا به دنبال چیزهای خوب در هزارتو بگردند. ما توانستیم حرکت آنها را با دوربین ردیابی کنیم و در نتیجه توانستیم عملکرد آنها را با فعالیت نورون های بسیاری که ضبط کرده بودیم مرتبط کنیم.

تیم تحقیقاتی پوخارا از شکل پیشرفته ای از تجزیه و تحلیل داده ها برای بررسی کامل آنچه در تمام لایه های قشر مغز در بسیاری از مناطق مغز اتفاق می افتد، استفاده کرد، از جمله بررسی سیستماتیک مجموعه داده های بزرگ.

تئوری شبکه پیوسته گرانش که پوخارا مورد مطالعه قرار داد، برای چندین دهه مورد توجه دانشمندان بوده است. به طور خلاصه، او می‌گوید، همانطور که حرکت می‌کنیم، نقشه ذهنی یا بازنمایی‌ای که در آن خودمان را پیدا می‌کنیم، دائماً خود را مطابق با موقعیت جدیدمان به‌روز می‌کند.

نظریه شبکه گرانشی پیوسته بیان می‌کند که لایه‌های پنهان نورون‌ها محاسبات پیچیده‌ای را انجام می‌دهند و مقادیر زیادی اطلاعات در مورد سرعت، موقعیت و جهت جمع‌آوری می‌کنند. درست مانند کاری که دانشمندان ناسا هنگام نصب یک موشک انجام می دهند.

محققان می گویند که در گذشته، وجود لایه های پنهان تنها یک نظریه بود که هیچ مدرک روشنی نداشت.

او گفت: «ما اکنون موفق به یافتن شواهد محکمی از وجود واقعی مراکز عصبی در مغز شده‌ایم.

منطقه ای که پوکارا و تیمش این لایه پنهان را پیدا کردند دقیقاً همان بخشی از مغز است که برای اولین بار در زمان شیوع بیماری آلزایمر آسیب دید.

پوخارا توضیح داد: «یافته‌های ما مهم هستند. زیرا این سلول ها به ما می گویند کجا هستیم و چگونه حرکت کنیم و اگر کار متوقف شود، فرد می میرد. درک مکانیسم های رمزگذاری داخلی مغز می تواند بعداً برای توسعه درمان های جدید مورد استفاده قرار گیرد.

منبع: باشگاه خبرنگاران جوان