ورقة بحثية جديدة تستكشف كيفية تواصل تواصل الخلايا العصبية فيما بينها عبر المسافات البعيدة.
لقد قام موضوع “تواصل الخلايا العصبية فيما بينها عبر المسافات الطويلة” بتحيير العلماء لعقودٍ طويلةٍ. الطريقة التي تتواصل بها شبكات الخلايا العصبية وكيفة إستجابة الخلايا للنبضات القادمة مبدئياً يجعل التواصل عبر المسافات البعيدة مستحيلاً. والآن قدّم علماء من ألمانيا وفرنسا إجابةً ممكنةً بشأن طريقة عمل الدماغ: من خلال توظيف قوة الرنين.
تم نشر وصف جيرالد هان Gerald Hahn، Alejandro F. Bujan أليخاندرو بويان وزملاءهم لحل تلك المعضلة في journal PLoS Computational Biology.
تستطيع قدرة الشبكات العصبية على الرنين أن تقوم بتضخيم الذبذبات التي تحدث أثناء عمل الخلايا العصبية، سامحةً بذلك للإشارات العصبية بالإنتقال لمسافات أبعد مما كانت ستنتقل إليه بدون الرنين. قام فريق العلماء بصنع نموذجٍ حاسوبيٍ للشبكات العصبية وتحليل خواصها المسئولة عن نشر الإشارات العصبية.
كانت المشكلة في الافتراضات السابقة حول انتقال المعلومات خلال الدماغ أنها كانت غير قابلة للتصديق بيولوجياً. كانت تفترض إما وجود اتصالات قوية بين مناطق الدماغ البعيدة والتي لاتستند على دليل يُثبت وجودها، أو تفترض وجود آلية عالمية للتنسيق بين تلك الأجزاء البعيدة من الدماغ في تذبذبات مرتبطة. ومع ذلك، لم يستطع أحد أن يفسر كيف يمكن فعلاً أن يتحقق هذا.
دراسة “التحفيز” التي قام بها هان وبويان لم تتطلب خصائص غير واقعية للشبكات العصبية ولا وجود مـُنظم للدماغ. بدلاً من ذلك لقد وجدوا أنّ الرنين يمكن أن يكون السر في التواصلات البعيدة للشبكات العصبية مع وجود اتصالات عصبية فعلية قليلة أو ضعيفة نسبياً، كما هو الحال في الدماغ. لاتقوم كل الخلايا العصبية بتحفيز الخلايا الأخرى، فالبعض قد يثبط نشاط بعض الخلايا. هذا يعني أنّ النشاط في الشبكات العصبية قد يتذبذب في مستوى معين نتيجةً للتداخل بين التحفيز والتثبيط. تقوم هذه الشبكات عادةً بتفضيل الترددات التي من خلالها تستطيع الذبذبات أن تكون قوية، بالضبط مثل الخيط المشدود على الكمان له والذي يمتلك ترددًا معينًا. إذا كان النشاط يقع ضمن هذا التردد، فسوف تنتشر النبضات إلى مسافات أبعد وأبعد. كما أشار العلماء أنّ إتحاد الذبذبات مع الرنين يتسبب في إنتاج تضاعفٍ قد يكون الشكل الوحيد للتواصل عبر المسافات البعيدة في حالات معينة. وقد اقترحوا أيضاً أنّ قدرة الشبكات العصبية في تغيير تردداتها المعينة قد يلعب دوراً في طريقة معالجة المعلومات بشكل مختلف في الدماغ أحيانا.
الرئيسية
البوابة
التسجيل
دخول
