مطالعه‌ای جدید نشان می‌دهد که قشر مغز با شناسایی محرک‌های جدید، آینده را پیش‌بینی و یک حافظه کوتاه‌مدت به نام انعکاس ایجاد می‌کند.
به گزارش تکناک، این مکانیسم که از طریق شبیه‌سازی شبکه‌های عصبی تأیید شده است، نقش مهمی در ادراک و یادگیری ایفا می‌کند.
قشر مغز مسئول عملکردهای مغزی مانند: ادراک، تفکر، ذخیره‌سازی حافظه و تصمیم‌گیری است. یکی از فرضیه‌های اصلی این است که قشر مغز با پردازش اطلاعات حسی جدید و مقایسه آن با انتظارات قبلی، رویدادهای آینده را پیش‌بینی می‌کند. مطالعه جدیدی که در مجله Neuron منتشر شده است، شواهد قابل توجهی برای حمایت از این فرضیه ارائه می‌دهد.
این تحقیق که توسط یوری شیمکف، محقق آزمایشگاه پروفسور رافائل یوشته انجام شده است، نشان می‌دهد که قشر مغز مانند یک ماشین حافظه عمل می‌کند. شیمکف در این باره توضیح داد: «ما کشف کردیم که قشر مغز تجربیات جدید را رمزگذاری و آینده بسیار نزدیک را پیش‌بینی می‌کند.»
رافائل یوشته نیز عنوان کرد: «این مطالعه بینش‌های ارزشمندی در مورد نقش قشر مغز و بیماری‌هایی مانند اسکیزوفرنی ارائه می‌دهد، که در آن قشر مغز به درستی عمل نمی‌کند. همچنین این تحقیق به روشن‌تر شدن فرایندهای مهم در مغز طبیعی کمک می‌کند. قشر مغز به طور مداوم محرک‌های جدید را شناسایی می‌کند تا پیش‌بینی‌های خود از آینده را تغییر دهد و بهبود بخشد. پیش‌بینی یک عملکرد حیاتی برای انسان‌ها و دیگر حیوانات است.»
فهرست مطالب
نحوه پاسخ مغز به پیش‌بینی آینده
تیم تحقیقاتی برای درک بهتر این مکانیسم، مطالعه‌ای طراحی کردند تا واکنش موش‌ها به ترکیبی از محرک‌های حسی آشنا و جدید را بررسی کنند. در این آزمایش، صداهایی با زیر و بم‌های مختلف پخش شد.
محققان پس از تصویربرداری از قشر شنوایی موش‌ها، دریافتند که عصب‌ها نه تنها به صدای پخش‌شده، بلکه به پیش‌بینی آن نیز واکنش نشان می‌دهند.
نکته جالب‌تر این بود که هر صدا، ردپای فعالیت عصبی به جا می‌گذارد، که به آن انعکاس گفته می‌شود. این انعکاس‌ها ورودی‌های حسی را در طول زمان پیگیری می‌کنند و حافظه‌های کوتاه‌مدتی از ورودی‌های اخیر تشکیل می‌دهند. این مکانیسم نه تنها باعث ایجاد پاسخ‌های منحصربه‌فرد به هر محرک می‌شود، بلکه محرک‌های جدید را شناسایی و پاسخ‌ها به این محرک‌ها را تقویت می‌کند.
شبیه‌سازی توانایی پیش‌بینی مغز
تیم تحقیقاتی برای درک بهتر این یافته‌ها، یک الگوی شبکه عصبی از قشر شنوایی ساختند و آن را برای شناسایی محرک‌های جدید آموزش دادند. این الگو توانست مشابه آنچه در موش‌ها مشاهده شده بود را بازسازی کند و نشان دهد که شبکه‌های عصبی نیز از فعالیت‌ها برای ذخیره الگوهای محیط استفاده و تغییرات را شناسایی می‌کنند.
محققان نتیجه‌گیری کردند که نحوه اتصال قشر مغز با شبکه‌های عصبی، پیش‌بینی را به یک ویژگی خودکار تبدیل می‌کند.
رافائل یوشته گفت: «این یک پیشرفت بزرگ در درک نحوه پیش‌بینی توسط مغز است.»
بینش‌های جدید در مورد اسکیزوفرنی
همچنین این تحقیق بینش‌های جدیدی در مورد نقش قشر مغز در اسکیزوفرنی ارائه می‌دهد. پزشکان سال‌ها است که می‌دانند افراد مبتلا به اسکیزوفرنی در تشخیص اطلاعات جدید از قدیم ناتوان هستند.
دانشمندان سعی کردند این یافته‌ها را با تفسیر رفتار تک‌تک نورون‌ها توضیح دهند، اما با مشکلاتی مواجه شدند. یکی از مهم‌ترین نکات مطالعه این است که پیش‌بینی، کار یک نورون نیست، بلکه نتیجه عملکرد شبکه‌های عصبی است.
یوشته در این باره بیان کرد: «ما بسیار هیجان‌زده هستیم که این یافته‌ها می‌تواند درک ما از این بخش حیاتی مغز را عمیق‌تر کند، همچنین بینش‌های مهمی در مواردی ارائه دهد که این عملکردها به درستی کار نمی‌کنند.»
این مطالعه نه‌تنها درک دانشمندان از عملکرد قشر مغز را افزایش می‌دهد، بلکه می‌تواند به توسعه درمان‌های جدید برای اختلالات عصبی مانند اسکیزوفرنی کمک کند.
