مطالعه جدیدی که در Nature Human Behavior منتشر شده است، به کشف الگوی جهت‌یابی مغز انسان پرداخته که به جلوگیری از گم شدن ما کمک می کند.
به گزارش تکناک، محققان دانشگاه بیرمنگام و دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ برای اولین بار توانسته‌اند مکان یک قطب‌نمای عصبی داخلی را شناسایی کنند که مغز انسان از آن برای جهت‌یابی در فضا و ناوبری در محیط استفاده می‌کند.
این پژوهش، سیگنال‌های بسیار دقیق جهت‌گیری سر را درون مغز شناسایی کرده است. نتایج این تحقیق با کدهای عصبی شناسایی‌شده در جوندگان قابل مقایسه است و برای درک بیماری‌هایی مانند پارکینسون و آلزایمر که در آنها ناوبری و جهت‌یابی معمولاً مختل می‌شود، کاربرد دارد.
چالش‌ها و روش‌های سنجش فعالیت عصبی
اندازه‌گیری فعالیت‌های عصبی در انسان‌ها در حین حرکت چالش برانگیز است زیرا بیشتر فناوری‌های موجود نیاز به این دارند که شرکت‌کنندگان تا حد امکان ثابت بمانند. در این مطالعه، محققان با استفاده از دستگاه های EEG سیار و ضبط حرکت بر این چالش غلبه کردند.
دکتر بنجامین جی. گریفیتس، نویسنده اول این مطالعه، می‌گوید: “پیگیری جهت حرکتی شما بسیار مهم است. حتی اشتباهات کوچک در تخمین مکانی که در آن قرار دارید و جهتی که به آن حرکت می‌کنید، می‌تواند فاجعه‌بار باشد. ما می‌دانیم که حیواناتی مانند پرندگان، موش‌ها و خفاش‌ها دارای مدارهای عصبی هستند که آنها را در مسیر درست نگه می‌دارند، اما به طرز شگفت‌آوری اطلاعات کمی در مورد چگونگی مدیریت مغز انسان در دنیای واقعی داریم.”
نتایج آزمایش شرکت‌کنندگان
گروهی از ۵۲ شرکت‌کننده سالم در حالی که فعالیت مغزی آنها از طریق EEG سر ثبت می‌شد، در یک سری آزمایشات ردیابی حرکت شرکت کردند. این آزمایشات به محققان امکان داد تا سیگنال‌های مغزی شرکت‌کنندگان را در حالی که سر خود را برای جهت‌یابی به نشانه‌ها روی مانیتورهای مختلف حرکت می‌دادند، مشاهده کنند.
در یک مطالعه جداگانه، محققان سیگنال‌های ۱۰ شرکت‌کننده را که قبلاً برای شرایطی مانند صرع تحت مانیتورینگ الکترودهای درون‌جمجمه‌ای بودند، بررسی کردند.
در همه بخش‌های آزمایش، شرکت‌کنندگان مجبور بودند سر خود یا گاهی فقط چشمانشان را حرکت دهند. سیگنال‌های مغزی این حرکات توسط دو نوع دستگاه ثبت می‌شد: یکی کلاه‌های EEG که سیگنال‌ها را از سطح سر اندازه‌گیری می‌کنند و دیگری EEG درون‌جمجمه‌ای (iEEG) که داده‌ها را از هیپوکامپ و مناطق اطراف آن در داخل مغز ثبت می‌کند.
به عبارت دیگر، محققان از دو روش برای ثبت فعالیت مغزی استفاده کردند: یکی از روی سطح سر و دیگری مستقیماً از داخل مغز. این دو روش به آنها کمک کرد تا سیگنال‌های مغزی مربوط به حرکات سر و چشم را با دقت بیشتری شناسایی و تحلیل کنند.
پس از لحاظ کردن عوامل مزاحم در ثبت‌های EEG مانند حرکت عضلات یا موقعیت شرکت‌کننده در محیط، محققان توانستند یک سیگنال جهت‌یابی دقیق را نشان دهند که دقیقاً قبل از تغییرات فیزیکی در جهت سر شرکت‌کنندگان قابل تشخیص بود.
دکتر گریفیتس افزود: “جداسازی این سیگنال‌ها به ما امکان می‌دهد تا به‌طور دقیق‌تر بفهمیم که مغز چگونه اطلاعات ناوبری را پردازش می‌کند و این سیگنال‌ها چگونه در کنار نشانه‌های دیگر مانند علائم بصری کار می‌کنند. رویکرد ما راه‌های جدیدی برای بررسی این ویژگی‌ها باز کرده است، که می‌تواند بر تحقیقات مربوط به بیماری‌های نورودژنراتیو (تحلیل‌برنده عصبی) و حتی بهبود فناوری‌های ناوبری در رباتیک و هوش مصنوعی تأثیر بگذارد.”.
در تحقیقات آینده، محققان قصد دارند از یافته‌های خود برای بررسی چگونگی عملکرد مغز در مسیریابی زمانی استفاده کنند. به عبارت دیگر، آنها می‌خواهند بدانند آیا فعالیت عصبی مشابهی که برای جهت‌یابی در فضا استفاده می‌شود، در یادآوری و مدیریت حافظه زمانی نیز نقش دارد یا خیر.
