دراسة: نشاط الخلايا العصبية في الدماغ يظهر أنماطا من النشاط الكهربائي
في قشرة الدماغ، تصطف الخلايا العصبية في ست طبقات مميزة، يمكن رؤيتها بسهولة باستخدام المجهر، وقد وجد فريق من علماء الأعصاب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة فاندربيلت أن هذه الطبقات تُظهر أيضًا أنماطًا مميزة من النشاط الكهربائي، وهي متسقة في العديد من مناطق الدماغ وعبر العديد من أنواع الحيوانات، بما في ذلك البشر.
نشاط الخلايا العصبية تؤثر عليه تذبذبات سريعة
وفقًا لموقع “picower”، وجد الباحثون أن نشاط الخلايا العصبية في الطبقات العليا يهيمن عليه تذبذبات سريعة تُعرف بموجات جاما، أما في الطبقات الأعمق، فتسود تذبذبات أبطأ تُعرف بموجات ألفا وبيتا، ويشير الباحثون إلى أن شمولية هذه الأنماط تشير إلى أن هذه التذبذبات تلعب دورًا مهمًا في جميع أنحاء الدماغ.
يقول إيرل ميلر، أستاذ علم الأعصاب في بيكاور، وعضو معهد بيكاور للتعلم والذاكرة التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة الجديدة: "عندما ترى شيئًا متسقًا ومنتشرًا في جميع أنحاء القشرة المخية، فإنه يلعب دورًا أساسيًا للغاية في ما تفعله القشرة".
ويقول الباحثون إن الاختلال في كيفية تفاعل هذه التذبذبات مع بعضها البعض قد يكون له دور في اضطرابات الدماغ مثل اضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط.
يقول روبرت ديسيمون، مدير معهد ماكجفرن لأبحاث الدماغ التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة: "من المعروف أن النشاط العصبي المفرط في التزامن يلعب دورًا في الصرع، ونعتقد الآن أن أمراضًا مختلفة مرتبطة بالتزامن قد تُسهم في العديد من اضطرابات الدماغ، بما في ذلك اضطرابات الإدراك والانتباه والذاكرة والتحكم الحركي، في الأوركسترا، قد يُؤدي عزف آلة موسيقية واحدة بشكل غير متزامن مع بقية الآلات إلى خلل في تماسك القطعة الموسيقية بأكملها".
طبقات النشاط
يحتوي الدماغ البشري على مليارات الخلايا العصبية، ولكل منها أنماطها الخاصة في إطلاق الإشارات الكهربائية، تُولد مجموعات الخلايا العصبية ذات الأنماط المتشابهة معًا تذبذبات في النشاط الكهربائي، أو ما يُعرف بموجات الدماغ، والتي قد تختلف تردداتها، وقد أظهر مختبر ميلر سابقًا أن إيقاعات جاما عالية التردد مرتبطة بتشفير واسترجاع المعلومات الحسية، بينما تعمل إيقاعات بيتا منخفضة التردد كآلية تحكم تُحدد المعلومات التي تُقرأ من الذاكرة العاملة.
وجد مختبره أيضًا أنه في أجزاء معينة من قشرة الفص الجبهي، تُظهر طبقات الدماغ المختلفة أنماطًا مميزة من التذبذب: تذبذب أسرع على السطح وتذبذب أبطأ في الطبقات العميقة، أظهرت إحدى الدراسات ، التي قادها باستوس عندما كان باحثًا ما بعد الدكتوراه في مختبر ميلر، أنه أثناء أداء الحيوانات لمهام الذاكرة العاملة، نظمت الإيقاعات منخفضة التردد المتولدة في الطبقات العميقة إيقاعات غاما عالية التردد المتولدة في الطبقات السطحية.
بالإضافة إلى الذاكرة العاملة، تُعد قشرة الدماغ أيضًا مركز التفكير والتخطيط والمعالجة الدقيقة للمشاعر والمعلومات الحسية، تتوزع الخلايا العصبية في المناطق المسؤولة عن هذه الوظائف في ست طبقات، ولكل طبقة مزيجها المميز من أنواع الخلايا وارتباطاتها بمناطق الدماغ الأخرى.
تقول ميندوزا هاليداي: "تتألف القشرة الدماغية تشريحيًا من ست طبقات، سواءً لدى الفئران أو البشر أو أي نوع من الثدييات، وهذا النمط موجود في جميع المناطق القشرية لدى كل نوع، للأسف، تجاهلت العديد من دراسات نشاط الدماغ هذه الطبقات، لأنه عند تسجيل نشاط الخلايا العصبية، يصعب فهم موقعها ضمن سياق هذه الطبقات".
في الدراسة الجديدة، أراد الباحثون استكشاف ما إذا كان نمط التذبذب الطبقي الذي رأوه في القشرة الجبهية أكثر انتشارًا، ويحدث عبر أجزاء مختلفة من القشرة وعبر الأنواع.
يستكشف الباحثون الآن ما إذا كان قياس هذه التذبذبات سيساعد في تشخيص هذه الأنواع من الاضطرابات، كما يبحثون فيما إذا كان إعادة توازن هذه التذبذبات يمكن أن يُغير السلوك وهو نهج قد يُستخدم يومًا ما لعلاج قصور الانتباه أو غيره من الاضطرابات العصبية.