كيف تتخيل أدمغتنا الحقائق البديلة

كيف تتخيل أدمغتنا الحقائق البديلة

أنت في طريقك إلى العمل ، عندما يتجه عقلك إلى المحاضرة التي من المقرر أن تلقيها بعد الظهر. تتدرب على حديثك مع نفسك عندما تصل إلى المكتب ، وتجهز نفسك للأسئلة التي قد يطرحها زملاؤك. في وقت لاحق ، بينما تقوم بتبريد صندوق البريد الإلكتروني الخاص بك ، يمكنك التفكير في خيارات الغداء أثناء التمرير إلى ما لا نهاية.

هذه ليست سوى أمثلة قليلة على كيف أن كل عمل نتخذه في العالم الحقيقي يحمل معه أيضًا الإجراء المخفي والبديل الذي تخيلنا أن نتخذه فقط. تم استثمار جهد بحثي كبير في فهم كيف ولماذا صنع القرار الفعال لدينا ، ولكن خطوط الأدلة الجديدة تخبرنا أن الوقت الذي نقضيه في الحقائق البديلة يخدم أيضًا غرضًا عصبيًا مهمًا.

تعمل العديد من أجزاء الدماغ معًا لبناء خرائطنا العقلية ، ولكن اللاعبين الرئيسيين في الملاحة المكانية هم قرن آمون، مقعد الذاكرة في الدماغ ، والقشرة المعوية ، التي تقع بجوار الحصين وينقل المعلومات الناتجة هناك إلى مناطق معالجة أعلى.

في وقت مبكر من عام 1948 ، اقترح أن القوارض تعتمد على إشارات بيئية متنوعة لإنشاء خرائط للمكافآت في مهام التعلم المتاهة. ومع ذلك ، ظلت طبيعة هذه الخريطة والخلايا التي ولدتها لغزا. بعد ثلاثين عامًا ، لاحظ الباحثون أن خلايا الحصين في الفئران تطلق النار بشكل متكرر أكثر عندما تدخل أماكن محددة. ومن اللافت للنظر أن أنماط إطلاق شبكات الخلايا هذه مستقرة بمرور الوقت ، حتى في غياب الإشارات التي كانت موجودة عند تنشيطها الأولي. لقد مهد اكتشاف هذه "الخلايا المكانية" المسماة وصفيا الطريق لاستجواب أكثر دقة للأساس العصبي البيولوجي لإيجاد المسار.

عندما تم اكتشاف خلايا المكان ، كانت وظيفتها المقترحة هي إنشاء خريطة طبوغرافية فردية لفضاء معين. في الطريق من العالم المادي إلى الدماغ ، تظهر معظم تمثيلاتنا الحسية ما يعرف باسم منظمة طبوغرافية. تخيل دخول سيارتك والانطلاق إلى أجزاء غير معروفة. قد تعتمد على التنقل عبر الأقمار الصناعية أو GPS أو خريطة ورقية لإرشادك إلى وجهتك. تمامًا مثلما تتوافق كل نقطة على خريطتك مع معلم محدد في رحلتك ، ضع الخلايا مثبتة نفسها على معالم محددة في البيئة لتوجيهك في الفضاء.

تضاريسنا المكانية الداخلية أكثر تعقيدًا ، مع ترميز خلايا الحصين لتمثيلات منبهات أو إشارات أو مكافآت معينة في سياق كيفية تصرف الحيوان داخل تلك المساحات. على سبيل المثال ، تخيل الوصول إلى المطار في بلد غير مألوف. قد تكون لديك معرفة عامة بمفهوم المطار ، جنبًا إلى جنب مع المعالم المرئية المألوفة ، التي ترسخك في هذه المساحة الجديدة. بعض هذه المعلومات هي سيرة ذاتية ، وتستند إلى ذكرياتك الفريدة في المطارات الأخرى.

اعتمادًا على ما إذا كانت هذه التجارب إيجابية أو سلبية ، فإن الأهمية العاطفية لهذه المساحات ستساهم أيضًا في خريطتك الشخصية ، وتجتمع كل هذه العوامل لخلق تجربة المساحة الأكثر ثراءً من مجرد تجميع للمعالم.


الحصول على أحدث من InnerSelf


"تضع الخلايا مكانها في معالم محددة في البيئة لتوجيهك في الفضاء."

كشفت دراسات حديثة أجريت على الرئيسيات أن خلايا الحصين تعمل بشكل مختلف قليلاً في أدمغة الرئيسيات عما تفعله في أدمغة القوارض ، وتطلق النار استجابة لمجموعة من المحفزات المختلفة غير المرتبطة بالمكان بشكل صارم. أثبتت الأعمال الجارية في الفئران والرئيسيات والبشر أيضًا أن الحصين ليس فاعلًا وحيدًا. أدخل اللحاء المعوي ، الذي ينقل المعلومات الحسية إلى الحصين ويعمل كجسر إلى القشرة المخية الحديثة ، حيث يتم إصدار العديد من أوامرنا المعرفية والحركية الأكثر تعقيدًا.

وقد وصف الباحثون مؤخرا أ شبكة من الخلايا داخل القشرة المخية المعوية تسمى "خلايا الشبكة"، التي ترمز إلى حركتك الخاصة بالنسبة لبيئتك ، إضافة قطعة مهمة إلى لغز خلية المكان عندما يتعلق الأمر باستراتيجيات التنقل الأوسع. يمكن لشبكات الشبكة أن تحدد بدقة أكبر الاتجاه والمسافات بين الأشياء في الفضاء ، بناءً على إشارات الحركة الداخلية بدلاً من الإدخال الحسي من الفضاء نفسه. تعمل هذه الأنظمة معًا لتمثيل المساحات بشكل ديناميكي بطرق يمكن تعديلها من خلال الخبرة ، وتضمين معلومات جديدة بمرونة ولكن أيضًا تسمح لهذه المساحات بأن تصبح مألوفة بمرور الوقت.

ولكن بمجرد أن نفكر في تمثيل المكان ، كيف نقرر كيف نتفاعل معه؟ هذا يتطلب اتخاذ قرار نشط ، والوقود لاتخاذ القرار هو مكافأة. هذا هو المكان الذي تصبح فيه السمات غير المكانية للخلايا العصبية التي تشكل أنظمة الملاحة الخاصة بنا ذات أهمية خاصة. وجد الباحثون عبر دراسات القوارض أن قيمة المكافأة المتصورة أو أهمية أشياء معينة في البيئة يمكن أن تغير أنماط إطلاق الخلايا بشكل أكبر في اتجاهها. وبالتالي فإن قيمة المكافأة المتوقعة الأعلى المرتبطة بدور أو موقع معين في متاهة ستكون كذلك توقع الحركة في هذا الاتجاه. فماذا عن المسارات التي لم يتم اختيارها؟

مؤخرا ، فريق باحثون في UCSF قياس إطلاق الخلية مكان الحصين في الفئران لأنها أكملت مهام الملاحة المكانية. تم وضع الفئران في متاهة وتم تصوير نشاطها العصبي في الوقت الحقيقي حيث اختاروا بين المسارات التي اختلفت في نقطة الاختيار. وبهذه الطريقة ، تمكن الباحثون من تعيين أنماط فريدة لإطلاق خلايا مكان تتوافق مع كل ذراع من المتاهة بعد أن يكون الفئران قد قام باختياره وشرع في السفر على طوله.

اللافت للنظر ، عندما اقترب الفئران من نقطة الاختيار ، أطلقت كل مجموعة من خلايا المكان التي تمثل أي من ذراع المتاهة بسرعة بالتناوب ، لتدوير النرد على أي من المستقبلين المحتملين قبل الاختيار. ما يعنيه هذا هو أنه ليس فقط المسار الذي يسير فيه الحيوان في نهاية المطاف في الوقت الحقيقي ، ولكن المسار البديل المحتمل ، يتم تمثيله بالتساوي في الفضاء العصبي ، مما يوفر تفسيرًا ميكانيكيًا للتمثيلات العقلية للمستقبل.

"المسار البديل المحتمل ، يتم تمثيله على قدم المساواة في الفضاء العصبي ، وتوفير تفسير ميكانيكي للتمثيلات العقلية للمستقبل."

في القوارض ، تجري دراسات الملاحة في مجموعات بسيطة منضدية لا يمكنها التقاط تعقيد بيئة العالم الحقيقي. الواقع الافتراضي أصبح أكثر شعبية من أي وقت مضى الترفيه الشخصي ، لكنه يوفر أيضا للباحثين مستويات غير مسبوقة من التنوع والتحكم في أبحاث الملاحة المكانية. استخدمت مجموعة في المملكة المتحدة لعبة جوّال تدعى Sea Hero Quest لالتقاط واحدة من أكبر مجموعات البيانات في التفكير المكاني عبر الفئات العمرية المسجلة.

بيانات اللعب يشير إلى أن التفكير المكاني قد يبدأ في التقلص عندما لا يتجاوز عمرنا 19 عامًا ، وتختلف خيارات مسار اللاعبين اعتمادًا على ما إذا كانوا يحملون متغير e4 من جين APOE الذي تم استخدامه منذ فترة طويلة كمؤشر تشخيص سريري لمرض الزهايمر. يمكن لاستراتيجيات جديدة مثل هذه التي تحول الألعاب المحمولة البسيطة إلى أدوات سريرية لجمع البيانات أن توسع بشكل كبير فهمنا لكيفية تقدم أمراض التنكس العصبي تمامًا ، وتسريع تطوير التشخيص المبكر المخصص للغاية.

ظهر الكثير من فهمنا لكيفية تفكيرنا في المستقبل من دراسة المرضى الذين لم يعد بإمكانهم تذكر الماضي. منذ الأيام الأولى لعلم الأعصاب ، عندما كانت دراسات الآفات غالبًا ما تكون أكثر الأدوات إعلامية تحت تصرفنا للتعرف على وظيفة أجزاء مختلفة من الدماغ ، فقد فهمنا أن مطلوب الحصين لاستدعاء الذاكرة.

يرتبط تلف الحصين بفقدان الذاكرة ، وكذلك ضعف التفكير المكاني. لكن العديد من الدراسات البارزة أظهرت أن إصابة الحصين تتعارض أيضًا مع القدرة على تخيل أحداث افتراضية. باستمرار ، لا يعاني المرضى الذين يعانون من فقدان الذاكرة من صعوبة تذكر معلومات السيرة الذاتية الأخيرة فحسب ، ولكن عند المطالبة بذلك ، يمكنهم فقط تقديم بيانات عامة حول الأحداث القادمة في حياتهم.

فقدان الذاكرة أمر شائع مع تقدمنا ​​في العمر ، ولكن كما توضح العديد من الدراسات ، تقل قدرتنا على التنقل في الفضاء أيضًا مع تقدمنا ​​في السن. تظهر هذه العجوزات في الأعمار المبكرة عن المقاييس العامة الأخرى للضعف المعرفي ، مما يوحي بأن بعض وظائف نظام الملاحة فريدة وتعمل بشكل مستقل عن أنواع أخرى من الذاكرة ومعالجة المعلومات في الحُصين.

الهياكل الأكثر ضعفًا في دماغ الشيخوخة هي تلك التي تكود الحركة ، مثل القشرة المعوية. يصبح إطلاق خلايا مكان الحصين غير منتظم أيضًا في الفئران الأكبر سناً. بشكل ملحوظ ، فإن الهياكل المسؤولة عن توجيهنا في الفضاء هي أيضًا الأكثر عرضة لعلم أمراض مرض الزهايمر ، مشيرًا إلى ضعف الملاحة كمعيار تشخيصي مبكر محتمل لهذا المرض وغيرها من الحالات العصبية التنكسية مثل مرض باركنسون.

حياتنا اليومية مليئة بالقرارات الواعية واللاواعية. ولكن كما يكشف مجموعة متزايدة من الأدلة ، فإن أدمغتنا قادرة على السفر بنفس القدر الذي نختاره على طول المسارات التي نختارها.

بينما نستمر في التعرف على العلاقات المعقدة بين التنقل المكاني والذاكرة والانحلال العصبي ، قد نجد أن الوقت الذي نقضيه في التفكير في ما كان يمكن أن يكون بنفس أهمية الوقت الذي نقضيه في التخطيط بنشاط. وبينما يتم قبول انخفاض الوظيفة المعرفية كجزء طبيعي من التقدم في السن ، فإن الحفاظ على هذه الوظائف متورطة مع تمارين عقلية بسيطة مثل الألغاز أو ألعاب الكلمات أو القراءة يمكن أن تساعد في الحفاظ على هذه المسارات العصبية. بنفس الطريقة ، يمكننا ممارسة أنظمتنا الملاحية من خلال رسم الدورات التدريبية على طول المسارات التي لم نأخذها بعد. لذا في المرة القادمة التي تجد فيها نفسك تكافح من أجل إعادة عقلك إلى المهمة قيد التنفيذ ، جرب السماح له بالتجول أكثر قليلاً.

ظهر هذا المقال أصلا على معرفة الخلايا العصبية

المراجع:

باكنر ، RL (2010). دور الحصين في التنبؤ والخيال. المراجعة السنوية لعلم النفس 61، 27-48.

Coughlan ، G. ، Coutrot ، A. ، Khondoker ، M. ، Minihane ، A. ، Spires ، H. ، & Hornberger ، M. (2019). نحو التشخيص المعرفي الشخصي لمرض الزهايمر المعرض للخطر الجيني. PNAS 116(19)، 9285-9292.

Diersch ، N. ، & Wolbers ، T. (2019). إمكانات الواقع الافتراضي لأبحاث الملاحة المكانية عبر عمر الكبار. مجلة علم الأحياء التجريبي 222 ، jeb187252 doi: 10.1242 / jeb.187252

Eichenbaum ، H. ، Dudchenko ، P. ، Wood ، E. ، Shapiro ، M. ، & Tanila ، H. (1999). الحصين والذاكرة وخلايا المكان. الخلايا العصبيةالوحدة الوظيفية للجهاز العصبي ، وهي خلية عصبية ... ، 23(2)، 209-226.

جيوكومو ، ل م (2015). التمثيل المكاني: خرائط الفضاء المجزأ. علم الأحياء الحالي ، 25(9) ، R362-R363.

Kay ، K. ، Chung ، JE ، Sosa ، M. ، Schor ، JS ، Karlsson ، MP ، Larkin ، MC ، Liu ، DF ، & Frank ، LM (2020). ركوب الدراجات الثابتة في الثانية الفرعية بين تمثيلات العقود المستقبلية المحتملة في الحصين. الخلية ، 180(3)، 552-567.

Lester ، AW ، Moffat ، SD ، Wiener ، JM ، Barnes ، CA ، & Wolbers ، T. (2017). نظام الملاحة الشيخوخة. الخلايا العصبية 95(5)، 1019-1035.

books_science

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة

رؤية والدينا وأقاربنا في ضوء جديد
رؤية والدينا وأقاربنا في ضوء جديد
by جين رولاند وشانتيديفي
هل يحمي درع الوجه من Covid-19؟
هل يحمي درع الوجه من Covid-19؟
by فيليب روسو وبريت ميتشل
هل تجاهل المكالمات الآلية يجعلها تتوقف؟
هل تجاهل المكالمات الآلية يجعلها تتوقف؟
by ساثفيك براساد وبرادلي ريفز

من المحررين

النشرة الإخبارية InnerSelf: أيلول 20 و 2020
by InnerSelf الموظفين
يمكن تلخيص موضوع النشرة الإخبارية هذا الأسبوع على أنه "يمكنك فعل ذلك" أو بشكل أكثر تحديدًا "يمكننا القيام بذلك!". هذه طريقة أخرى للقول "أنت / لدينا القدرة على إجراء تغيير". صورة ...
ما الذي يناسبني: "يمكنني فعل ذلك!"
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف
السبب في أنني أشارك "ما يناسبني" هو أنه قد يعمل معك أيضًا. إذا لم تكن الطريقة التي أفعل بها ذلك بالضبط ، نظرًا لأننا جميعًا فريدون ، فقد يكون بعض التباين في الموقف أو الطريقة أمرًا جيدًا ...
النشرة الإخبارية InnerSelf: أيلول 6 و 2020
by InnerSelf الموظفين
نرى الحياة من خلال عدسات إدراكنا. كتب ستيفن آر كوفي: "نحن نرى العالم ، ليس كما هو ، ولكن كما نحن ، أو كما نحن مشروطون برؤيته". لذلك هذا الأسبوع ، نلقي نظرة على بعض ...
النشرة الإخبارية InnerSelf: أغسطس 30 ، 2020
by InnerSelf الموظفين
الطرق التي نسلكها هذه الأيام قديمة قدم الزمن ، لكنها جديدة بالنسبة لنا. التجارب التي نمر بها قديمة قدم الزمن ، لكنها أيضًا جديدة بالنسبة لنا. الشيء نفسه ينطبق على ...
عندما تكون الحقيقة فظيعة للغاية ومؤلمة ، اتخذ إجراءً
by ماري T. راسل، InnerSelf.com
وسط كل الأهوال التي تحدث هذه الأيام ، ألهمني شعاع الأمل الذي يسطع من خلاله. الناس العاديون يدافعون عن الصواب (وضد ما هو خطأ). لاعبي البيسبول،…