نقشه مغز به روز شده نشان می دهد که چگونه حرکات بدن خود را کنترل می کنیم
مغز انسان با شکنج پیش مرکزی برجسته، محل قشر حرکتی
“این یک کمک جدید به پرسش دیرینه علم اعصاب در علوم اعصاب در مورد الگوی است که نورون ها در [the] قشر حرکتی برای کنترل حرکت استفاده می شود پاتریک هاگارد در دانشگاه کالج لندن او میگوید برای تأیید این نتایج، ثبت نورونهای SCAN در آزمایشهایی که در آن افراد یا حیوانات دیگر آزاد هستند و به اسکنر محدود نمیشوند، مفید است.
حرکات ما ممکن است توسط دو شبکه مجزا در مغز ما کنترل شود نه فقط یک شبکه.
این تیم متعجب است که آیا SCAN ممکن است در شرایطی مانند بیماری پارکینسون که بر حرکت تأثیر می گذارد و منجر به علائمی مانند لرزش می شود، دخیل باشد. گوردون می گوید اگرچه تحقیقات بیشتری مورد نیاز است، اما SCAN می تواند یک هدف درمانی برای بیماری پارکینسون و سایر شرایط مرتبط با حرکت مانند آتاکسی باشد.
برای نزدیک به یک قرن، ما می دانیم که قشر حرکتی – یک نوار نسبتا نازک از بافت در مرکز مغز که از هر دو نیمکره عبور می کند – حرکات بدن ما را کنترل می کند.
در بخش دیگری از این آزمایش، محققان مغز سه کودک – یک نوزاد تازه متولد شده، یک کودک 11 ماهه و یک کودک 9 ساله – را اسکن کردند تا ببینند آیا آنها این اسکن را دارند یا خیر.
سپس محققان مجدداً مغز دو نفر از شرکتکنندگان را در حالی که 25 حرکت مانند پلک زدن و بلعیدن را در حالی که در اسکنر MRI دراز کشیده بودند، انجام دادند.
اگرچه آنها این شبکه را در نوزاد تازه متولد شده ندیدند، اما این شبکه در نوزاد 11 ماهه و 9 ساله بود، که نشان می دهد با رشد نوزاد ایجاد می شود. گوردون می گوید: «کودک 11 ماهه می تواند عمداً دست ها و پاهای خود را حرکت دهد. “در حالی که یک نوزاد تازه متولد شده کنترل بسیار کمی بر حرکات بدن خود دارد.”
آنها سپس به دنبال نشانههایی از SCAN در دادههای فعالیت مغز از اسکنهای استخراجشده از چندین پایگاه داده اصلی، مانند پروژه Human Connectome و UK Biobank بودند و دریافتند که به نظر میرسد در تمام نمونههایی که آنالیز کردند وجود دارد.
گوردون می گوید که به نظر می رسد شبکه SCAN در کنار اولین شبکه در قشر حرکتی اولیه کار می کند که حرکات مربوط به دست ها، پاها و دهان را کنترل می کند. او میگوید که حرکات سایر قسمتهای بدن، مانند باسن یا پشت، میتواند توسط سایر نواحی قشر حرکتی کنترل شود.
تحقیقات Penfield-Boldrey نشان می دهد که قشر حرکتی اولیه به سادگی از نقشه هومونکولوس تشکیل شده است. اما گوردون و تیمش دریافتند که قشر مغز همچنین دارای سه ناحیه پراکنده در نقشه است که به نظر می رسد برای هماهنگ کردن حرکت به سمت مرکز بدن، مانند شانه ها و شکم، با هم کار می کنند.
تصاویر تاریخ علم/Alamy
نقشه هومونکولوس، نشان می دهد که چگونه مناطق مختلف قشر حرکتی حرکت را در قسمت های مختلف بدن کنترل می کنند.
این اسکن ها معمولاً از اطلاعات نشان داده شده در نقشه هومونکولوس پشتیبانی می کنند. به بیان ساده، آنها نشان میدهند که یک ناحیه از قشر حرکتی اولیه با حرکات پایین بدن، یکی به حرکات دست که شامل شانهها میشود و ناحیه دیگر با حرکات صورت مرتبط است. این با آنچه پنفیلد و بولدری توصیف کردند مطابقت دارد و یکی از دو شبکه متمایز در مغز ما است که حرکت را کنترل می کند.
از اسکنهای این دو شرکتکننده، محققان با جزئیات بیشتری مناطق بین آنها را در نقشه هومونکولوس نشان دادند، بهویژه وقتی شکم خود را حرکت میدادند، این مناطق فعال میشدند.
در دهه 1930، عصب شناسان وایلدر پنفیلد و ادوین بولدری تحریک الکتریکی مغز افرادی که تحت عمل جراحی مغز قرار میگیرند، نشان میدهد که قسمتهای مختلف قشر حرکتی اولیه قسمتهای مختلف بدن را کنترل میکنند. آنها همچنین دریافتند که این نواحی کنترل به همان ترتیبی که اعضای بدن بر آنها حکومت میکنند، چیده شدهاند، به طوری که انگشتان پا در یک انتها و صورت در انتهای دیگر قرار دارند، همانطور که در نقشه به اصطلاح هومونکولوس دیده میشود.
ایوان گوردون در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در میسوری و همکارانش می خواستند از فناوری مدرن برای بررسی بیشتر ایده پنفیلد بولدری استفاده کنند. بنابراین آنها از هفت نفر به مدت 12 تا 15 ساعت در حالی که در یک اسکنر دراز کشیده بودند و به نماد صلیب نگاه می کردند، MRI با وضوح بالا گرفتند.
کتابخانه عکس علمی/گتی ایماژ
گوردون میگوید اسکن مغز شرکتکنندگان در حالی که تا حد زیادی ساکن بودند و درگیر کاری مانند خواندن نبودند، به این معنی بود که دادههای مربوط به فعالیت مغز آنها پیچیدهتر بود و به محققان این امکان را میداد تا بهتر مشاهده کنند که کدام بخشهای مغز با هم کار میکنند.
محققان این مناطق میانی را شبکه کنش جسمی-شناختی (SCAN) نامیدند که دومین شبکه متمایز در مغز ما است.