بیگ بنگ: دهه‌هاست که مطالعات مختلف، بارها، ظرفیت خارق‌العادۀ مغز برای سیم‌کشی مجددِ خود پس از سکته مغزی، قطع عضو یا از دست دادنِ ناگهانی بینایی یا شنوایی را نشان داده‌اند. اما یک پژوهش جدید نشان می‌دهد این دقیقا چیزی نیست که مغز انجام می‌دهد.

به گزارش بیگ بنگ، اکنون دو عصب‌شناس به نام‌های “تامار مکین” و “جان کراکائر” استدلال کردند که تأثیرگذارترین آزمایش‌ها در این زمینه، به‌طور قطع نشان نمی‌دهند که مغز می‌تواند از نظر عملکردی، خودش را مجدداً سازمان‌دهی کند. “کراکائر” از دانشگاه جانز هاپکینز می‌گوید: «این ایده که مغز ما توانایی شگفت‌انگیزی برای سیم‌کشی مجدد و سازمان‌دهی مجددِ خود دارد ایدۀ جذابی است و باعث امید و شیفتگی ما می‌شود، به‌ویژه زمانی که داستان‌های خارق‌العاده‌ای می‌شنویم.»

«این ایده فراتر از سازگاریِ ساده یا انعطاف‌پذیری مغز – به معنای تغییر کاربری کلیِ مناطق مغز است. این داستان‌ها گرچه ممکن است درست باشند، اما توضیح چیزی که واقعا دارد اتفاق می‌افتد، اشتباه است.» به نظر این محققان، هیچ یک از این مطالعات مهم، دقیق‌ترین تعریف برای سازمان‌دهی مجدد شناختی را برآورده نمی‌کنند. طبق این تعریف، بخشی از مغز که معمولاً به یک نوع از محاسبات اختصاص داده می‌شود، قادر به انجام نوع کاملاً متفاوتی از شناخت خواهد شد که با تغییر در عملکرد یا رفتار مشخص می‌شود.

این محققان می‌نویسند: «نتیجه می‌گیریم که هیچ یک از مطالعات متعارفی که بررسی کردیم، به‌طور قانع‌کننده‌ای این معیارها را برآورده نمی‌کنند.» “مکین” استاد علوم اعصاب شناختی دانشگاه کمبریج است و تحقیقاتش روی محدودیت‌های نوروپلاستیسیتی در بزرگسالانی که توانمندی‌های مختلف دارند، مانند افراد دارای اندام مصنوعی، متمرکز است.

مکین و کراکائر- که به توانبخشی بعد از سکته مغزی علاقه‌مند هستند- با هم «تغییرات رفتاری شگفت‌انگیز و چشمگیری» را که می‌تواند ناشی از «دلایل عصبی، مانند نابینایی مادرزادی، ناشنوایی، قطع عضو و سکته مغزی» باشد، برای اولین‌بار مشاهده کردند.

یک نمونۀ بارز از سیم‌کشی مجدد شناختی آشکار مربوط به مطالعه‌ای بر روی موش‌های تازه‌متولد شده است که در سال ۲۰۰۰ منتشر شد. در این آزمایش از طریق عمل جراحی، ورودی‌های عصبی چشم‌های موش‌خرما، به‌جای اینکه به قشر بینایی مغز وصل شود، به قشر شنوایی وصل شد. علیرغم این تداخل، در مطالعۀ بعدی موش‌خرماها مقداری بینایی داشتند. نورون‌های شنوایی، خود را برای انجام یک عملکرد جدید مجدداً سازمان‌دهی کرده بودند.

محققان می‌پرسند: «اما آیا این کار واقعاً سازمان‌دهیِ مجدد است…؟» نوع پردازش انجام‌شده در قشر بینایی ممکن است دقیقاً مانند نوع پردازش توسط قشر شنوایی باشد، یعنی این سیم‌کشیِ مجدد واقعاً مغز را برای تغییر عملکردهایش به چالش نمی‌کشد. اگر همان ورودی به بخشی از مغز که مسئول پردازش‌های کاملاً متفاوتی است، مانند قشر پیش‌پیشانی، داده شود، ممکن است نتایجِ کمتر تأثیرگذاری به دست آید.

این نویسندگان استدلال می‌کنند که وقتی شرکت‌کننده مطالعه‌ عملکردهای شناختی‌ را که تصور می‌شد به‌دلیل آسیب یا اختلال از بین رفته‌اند به‌طور حیرت‌انگیزی بازیابی می‌کند، این احتمال وجود دارد که مغز، با اتکا بر اتصالات عصبی یا عملکردهایی که قبلاً وجود داشته اما بسیار خاموش بوده یا بسیار کم مورد استفاده قرار گرفته‌ بودند، به ظرفیت محاسباتی می‌افزاید.

برای مثال، وقتی موش پس از قطع شدن اعصاب متصل‌کنندۀ تاری از سبیلش، باز هم قادر باشد آن را تکان دهد، این احتمال وجود دارد که اعصاب روی سبیل‌های مجاور همیشه به سبیلِ آسیب‌دیده حساس باشند. نیازی به سیم‌کشی مجدد نیست! این استدلال نویسندگان است.

همچنین، وقتی یکی از چشم‌های بچه‌گربه‌های تازه‌متولدشده به‌طور موقت بخیه می‌شد، باعث تقویت چشم فعال و تضعیف چشمِ غیرقابلِ‌دسترس شد. در نتیجه، باز کردن چشمِ دوم موجب شد تعدادی از «بچه‌گربه‌ها بسیار دست‌وپاچلفتی» باشند.

بااین‌حال، این یافته دلیلی بر سازمان‌دهی مجدد مغز نیست. این احتمال وجود دارد که نورون‌ها، برای شروع کارشان، به ورودی‌های هر دو چشم حساس باشند و وقتی یکی از چشم‌ها در دسترس نباشد، سر و کلۀ «بهبودی» پیدا می‌شود. به گفتۀ نویسندگان، اینکه به نظر می‌رسد بخشی از مغز دارد کاری را انجام می‌دهد که قبلاً هرگز انجام نداده، می‌تواند توهمی ناشی از این واقعیت باشد که ما از ابتدا نمی‌دانستیم مغز آن تواناییِ اضافی را هم دارد.

همچنین پژوهشگران، تردید دارند که مغز، نورون‌هایی را که استفاده نمی‌شوند «تصاحب می‌کند» و برای انجام سایر عملکردها آنها را «مجددا سیم‌کشی می‌کند.» برای مثال، کودکان مبتلا به آب مروارید مادرزادی (که نابینا به دنیا می‌آیند) می‌توانند بلافاصله پس از جراحی، بینایی‌شان را به دست بیاورند.

به گفتۀ نویسندگان: «اگر قشر بینایی برای پشتیبانی از عملکردهای جدید مجدداً تخصیص داده شود، آن‌وقت نتیجه‌اش این است که بازیابیِ ورودیِ بینایی امری بیهوده خواهد بود (یا حداقل اینکه مستلزم برگشتِ اساسیِ سازمان‌دهیِ مجدد خواهد بود.) اما این‌طور نیست. کودکان نه‌تنها بلافاصله قادر به درک برخی اطلاعات بصری هستند، بلکه مستعد توهمات بینایی بودن را هم از خود نشان می‌دهند.»

در حالی‌که مغز بیشتر از آنچه که ما می‌گوییم به‌هم‌پیوسته و «فازی» است، “مکین” و “کراکائر” استدلال می‌کنند که بخش‌های مختلف مغز مسئول انجام عملکردهای خاصی هستند و امکان منحرف شدن از این «معماری» یا «طرح کلیِ» اساسی حتی در مراحل اولیۀ رشد هم وجود ندارد.

“مکین” می‌گوید: «توانایی مغز برای سیم‌کشی مجدد را بارها و بارها معجزه یا جادو دانسته‌اند- اما ما دانشمندیم و به جادو اعتقادی نداریم. این رفتارهای شگفت‌انگیزی که می‌بینیم، ریشه در کار سخت، تکرار و تمرین دارد، نه تخصیصِ مجددِ جادوییِ منابعِ مغز.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ eLife منتشر شده است.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com