بیگ بنگ: مغز مجموعه پیچیده‌ای از نورون‌هاست که امکان ِ پردازش چندین محرک را به طور همزمان فراهم می آورد. اما مطابق یافته‌های یک تحقیق جدید که در دانشگاه دوک انجام شده، توانایی چندکارگی الزاما محدود به نورون‌های فراوانی که وظیفۀ منحصر به خود را انجام می دهند، نیست.

به گزارش بیگ بنگ، بر طبق نظر محققان، مطالعات پیشین عموما تنها بر نحوۀ واکنش نورون‌های واحد به یک محرک، متمرکز بوده‌اند. محرک‌هایی نظیر یک نوشته و یا یک عکس. ولی چنین آزمایشی تا زمانی که به پیچیدگی‌های جهان ِ واقعی نپرداخته باشد، بسیار محدود است. این مطالعات نشان می دهد نورون‌های حسی فردی، نسبت به دامنه فرکانس صوتی حساس هستند که این امر این سوال را مطرح می سازد که: اگر دو صوت به طور هم زمان پخش شوند، این نورون‌ها چگونه آنها را پردازش می کنند؟ آیا یک صوت باعث می شود صوت‌های دیگر ناشناخته بمانند؟

“جنیفر گرو” از گروه محققان گفت: سوالی که ما  مطرح نمودیم این بود که چگونه نورون‌ها اطلاعات مربوط به دو محرک مختلف در جهان را به طور هم زمان، ذخیره می کنند؟ اگر من یک نورون باشم که توانایی پاسخگویی به دو تصویر از یک بالش و یک نیمکت که روی آن قرار دارد را داشته باشم، مغز چگونه استنباط می کند که هر دو تصویر بالش و نیمکت وجود دارند؟»

این واقعیت که ما می توانیم به طور هم زمان به اصوات مختلفی گوش فرا دهیم، نشان می دهد که نورون‌های ما چندکاره هستند. برای بررسی نحوۀ بروز چنین پدیده‌ای محققان ِ دانشگاه دوک ابتدا الکترودهایی را در مغز میمون‌ها به ویژه در مجاری شنوایی آنها، جاسازی نمودند تا از این طریق نرخ فعالیت نورونی در واکنش به دو صوت مختلف، را اندازه‌گیری کنند. به این میمون‌ها تعلیم داده شده بود که به جهت صدایی که می شنوند، نگاه کنند. بنابراین تیم تحقیق در یک اتاق تاریک نشسته و اصواتی را برای میمون‌ها پخش کردند و امواج مغزی آنها را مشاهده نمودند. نتایج نشان داد که یک نورون واحد به هر یک از دو صدا با دو نسبت مختلف پاسخ می دهد.

البته نکتۀ جالب این که زمانی که دو صوت به طور هم زمان پخش می شدند، نورون‌ها به سرعت میان دو نرخ فعالیت نورونی مرتبط با هر صوت در تغیر بودند. در بعضی موارد این جایگزینی فقط نیم ثانیه طول می کشید ولی گاه سرعت آن کاهش می یافت و بیشتر به طول می انجامید. “گرواین گونه” اظهار داشت:« ما دریافتیم  که دوره‌های زمانی‌ای وجود دارد که طی آن یک نورون به یک محرک پاسخ می دهد و همچنین دوره‌های زمانی دیگری هم وجود دارد که طی آنها، این نورون به محرک‌های دیگری پاسخ می دهد. به نظر می رسد که نورون‌ها توانایی جایگزینی هر یک از آنها را دارند.»

این تیم تحقیقاتی تکنیکی را نیز برای بررسی محرک بصری پیاده ساختند و تستی را انجام دادند تا نرخ فعالیت نورونی را در پاسخ به تصاویر چهره، بررسی کنند. نتیجه این که نورون‌ها در مواجهه با دو عکس که هم زمان نشان داده می شدند، رفتار جایگزینی یکسانی را از خود نشان می دادند. تیم تحقیق فوق معتقدند نتایج این تحقیق نه تنها به ما کمک می کند دریابیم چگونه به طور هم زمان قادر به توجه به چندین محرک هستیم، بلکه برخی از کمبودهای ذهنی ما را نیز شرح می دهد. به ویژه این که چرا تنها قادرهستیم پنج تا هفت شی ء را در یک زمان، در ذهن‌مان نگه داریم که آن را حافظه فعال می نامیم.

گرو می گوید: « سیستم حافظه ی فعال ما بسیار محدود است و کسی واقعا نمی داند چرا؟ احتمالا این محدودیت در نتیجه ی برخی از رفتارهای چرخه‌ای، رخ می دهد که طی آن وقتی فرد در حال رمزگذاری یک چیز در یک زمان و در طول یک دوره ی زمانی، تعداد چیزهایی که می توانیم نشان دهیم، به مدت زمان مورد نیاز فرد برای نشان دادن هر یک از این چیزها و سرعت جایگزینی این چیزها در ذهن فرد بستگی دارد.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature Communications منتشر شده استو

ترجمه: مریم رفیعی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: newatlas.com