أظهرت التجربة تنوع معظم الخلايا العصبية القشرية

لعقود من الزمن، اكتشف العلماء خلايا عصبية ذات مهام فريدة على ما يبدو. وقد تم تحديد الخلايا المكانية ذلك تفعيلها ردا على ذلك إلى مكان محدد، الخلايا العصبية المرآةوالتي يُعتقد أنها تساعدنا في تفسير تصرفات الآخرين، وحتى الخلايا العصبية التي تستجيب لكل ما يحدث ذات صلة ب جنيفر أنيستون. وتضاف كل هذه الاكتشافات إلى فكرة أن الدماغ عبارة عن مجموعة من الخلايا عالية التخصص.

دراسة جديدة في المجلة طبيعة يتحدى هذا النموذج. ويجادل مؤلفوها بأن معظم الخلايا العصبية في القشرة الدماغية هي في الواقع “مقابس لجميع المهن”.

يقول البروفيسور ستيفانو فوسي من جامعة كولومبيا، الذي قاد الدراسة: “تلك الخلايا العصبية (المحددة) هي الاستثناء وليس القاعدة”.

ويقول إن الخلايا العامة الأكثر شيوعًا “قد تكون بنفس أهمية الخلايا العصبية (المتخصصة) التي عزلناها من قبل، أو حتى أكثر أهمية منها”.

في دراسة أجريت عام 2013، لاحظ فوسي وجود خلايا عصبية ذات “انتقائية مختلطة” في القرود، وهي خلايا تستجيب في الوقت نفسه للعديد من المعلمات المختلفة المرتبطة بالمهام. ولكن بعد ذلك لم يكن من الواضح مدى انتشارها في دماغ الثدييات.

تحول البروفيسور وزملاؤه الآن إلى بيانات من المختبر الدولي لأبحاث الدماغ. يجمع هذا المشروع معلومات حول نشاط الخلايا العصبية الفردية في جميع أنحاء أدمغة أكثر من 100 فأر أثناء اتخاذ القرارات. كانت المهمة هي العثور على صورة على الجانب الأيسر أو الأيمن من الشاشة ونقلها إلى المنتصف عن طريق تدوير العجلة بسرعة.

لا تزال هناك خلايا عصبية متخصصة

اتضح أن المناطق الوحيدة التي يتم فيها جمع الخلايا العصبية ذات المهام الضيقة هي المناطق المتخصصة القشرة الحسية، مثل القشرة البصرية الأولية. في معظم الأجزاء الأخرى من الدماغ، تستجيب الخلايا العصبية لمجموعة متنوعة من جوانب المهمة. على سبيل المثال، يبدو أن الخلايا الموجودة خارج القشرة البصرية تشارك أيضًا في معالجة الصور، وكذلك في تحديد جانب الشاشة وفي تحفيز الحركة لتدوير العجلة.

بالإضافة إلى ذلك، تم اكتشاف أن معظم الخلايا العصبية لا تستجيب بنفس الطريقة لنفس المحفز. على سبيل المثال، يتم تنشيط المناطق الحركية الجسدية المرتبطة بالتخطيط الحركي استجابةً لحركات اللعق والشارب. كما استجابت مناطق أخرى، ولكن ليس بنفس الوضوح. يشير هذا إلى أنه على الرغم من وجود التخصص، إلا أن الخلايا العصبية الفردية ككل لا تركز حصريًا على نوع واحد من المعلومات.

إن وجود العديد من الخلايا العصبية التي يستجيب كل منها بشكل مختلف لنفس المحفز يساعد على زيادة كمية المعلومات التي يستطيع الدماغ معالجتها. وهذا يعني على الأرجح أن هذه الخلايا العصبية العامة تساهم في مجموعة من المهام، بما في ذلك الذاكرة والإدراك واتخاذ القرار والإدراك.

يجب الاعتراف بأن المشكلة التي تم حلها بواسطة الفئران لم تكن صعبة بشكل خاص. يقترح فوسي أن مجموعة من المهام الأكثر تعقيدًا ومتعددة الأبعاد يمكن أن توضح متى تركز الخلايا العصبية الفردية استجاباتها على جانب واحد من الفعل ومتى تركز على جانب آخر.

الآن نحن بحاجة لاختباره على الناس

ويتعاون الآن هو وفريقه مع باحثين يعملون مع الرئيسيات، وكذلك مع المرضى الذين يظلون مستيقظين أثناء جراحة الدماغ المفتوح (كما هو الحال في علاج الصرع)، لاختبار ما إذا كانت النتائج التي تم الحصول عليها في الفئران تنطبق على البشر.

وفي جميع هذه الدراسات، يأمل عالم الأعصاب في تحويل التركيز من دراسة دور خلية عصبية واحدة إلى تحليل أنماط نشاط العديد من الخلايا في وقت واحد.

وخلص إلى القول: “من الصعب للغاية استخلاص استنتاجات من خلال النظر إلى الخلايا العصبية واحدة تلو الأخرى. (عليك) النظر إلى جميع الخلايا العصبية في نفس الوقت. هذه هي بالضبط الطريقة التي يعمل بها الدماغ، لأن كل خلية عصبية فيه تتلقى إشارات من أكثر من مجرد خلية عصبية أخرى. وترى كل خلية عصبية 10000 خلية أخرى مرتبطة بالشجرة الجذعية الخاصة بها”.