علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
ماذا يفعل الدماغ عندما يحدث شيء مخيف في الليل؟ الباحثون يتأملون في النشاط العصبي في اللوزة الدماغية من خلال دراسة كيف تكون ردة فعل الفئران عند سماعها صوتًا دربت لتخاف منه.
كيف يمكن لصوت أن يخيفك؟ من خلال مراقبة خلايا الفئران الدماغية الفردية ، باحثون في مختبر كولد سبرنغ هاربور Cold Spring Hrbour (واختصاراً يعرف بCSHL) يتعرفون على كيف يمكن للصوت أن يحرض على الخوف.
ويركز الباحث بو لي على جزء من دماغ الفأر تدعى باللوزة الدماغية حيث تلتقط المشاهد والأصوات والمثيرات الأخرى علاقات (إرتباطات) إيجابية أو سلبية من خلال الممارسة. يبدو أن العملية المستمرة للتعلم والنسيان التي تحدث في اللوزة الدماغية تضعف لدى الأشخاص الذين يعانون من إضطرابات القلق أو الإكتئاب الشديد. معرفة خلايا الدماغ أو نشاط الخلايا العصبية في اللوزة يمكن أن يؤدي إلى علاجات أفضل.
في العدد الصادر في أكتوبر ٢٠١٨ من مجلة Nature Communications ، يصف الدكتور لي Li والباحث ما بعد الدكتوراه زيان تشانج تغييرات عميقة في نشاط الخلايا العصبية عندما قاما بتدريب الحيوانات على الخوف من صوت معين وربطا (قرنا) صوتاً آخر بمكافأة. “إذا نظرت إلى أنماط نشاط خلايا الدماغ في اللوزة ، يمكنك معرفة ما إذا كان الحيوان يتوقع مكافأة أو خوفا من عقاب” ، كما يوضح لي.
إستخدم لي وزانغ ميكروسكوبًا ذا عدسة صغيرة بما يكفي للزرع في دماغ الفأر ، لتتبع نشاط إطلاق عصبونات معينة إشارات كهربائية firing قبل وأثناء وبعد تدريب الحيوان. قام الباحثون بتعليم الحيوانات ربط أصوات معينة بمكافأة أو عقاب ورأوا سلوك الخلايا العصبية تتطور. ربطت التجربة نغمة، واحداً بنفخة هواء مزعجة – وهي بمثابة عقوبة. كانت نغمة المكافأة نقطة ماء منعشة للحيوان لتشرب.
في البداية ، إستجابت الخلايا العصبية الحساسة للصوت لكل نغمة بإطلاق شارة كهربائية firing بشكل عشوائي. ولكن عندما كانت هناك نغمة واحدة مترافقة بشكل متكرر مع نفخة الهواء ، أطلقت العصبونات شارات كهربية من نمط محدد للغاية. كان هذا النمط يشبه إلى حد بعيد نمط إطلاق شارات كهربية من نوع آخر من خلايا الدماغ التي تطلق شارات كهربية عندما يتعرض الفأر للعقاب بالفعل. وبالمثل ، وعندما تقترن نغمة برشفة ماء بشكل متكرر، تطلق الخلايا العصبية الحساسة للصوت شارات كهربية بنمط مماثل للنشاط العصبي عندما يتلقى الفأر مكافأة الماء.
عندما أصبحت أنماط إطلاق الشارات الكهربية محددة أكثر ، تقوم الحيوانات بلعق الماء إستجابة للنغمة المرتبطة بالمكافأة – متوقعة للماء. كانت ترمش إستجابة للصوت المرتبط بالعقوبة – متوقعة نفخة الهواء.
الباحثون أيضا بدلوا معنى كل نغمة. عندما كان صوت “المكافأة” مصحوبًا بشكل متكرر بنفخة هواء ، تركت العصبونات نمط إطلاق إشارات “المكافأة” المعتمدة وتبنت نمط “العقاب”. “نحن نعتقد أن هذا كيف يكتسب الصوت معنى” ، كما يقول لي.
المصدر:
How the brain hears and fears
5 December 2018
https://www.cshl.edu/how-the-brain-hears-and-fears/