کشف نورونهای مسئول «ریاضیات» در مغز

مغز دارای نورون‌هایی است که به طور خاص هنگام انجام عملیات‌های ریاضی فعال می‌شوند.

به گزارش ایسنا و به نقل از مدیکالاکسپرس، یافته های به دست آمده توسط محققان دانشگاههای توبینگن (Tübingen) و بن (Bonn) نشان می دهد که برخی از نورونها در هنگام انجام عملیات “جمع” فعال می شوند در حالی که برخی دیگر هنگام انجام “تفریح” فعال هستند. فرقی نمی‌کند که دستورهای انجام محاسبات را به صورت یک کلمه نوشته شده باشد یا یک نماد در هر صون‌نر نورنواری. نتایج این تحقیقات در مجله “Current Biology” منتشر شده است.

اکثر کودکان دبستانی ممکن است میدانند که اگر سه سیب را به علاوه دو سیب کنیم پنج سیب می‌بینند، اما آن چه در طول این گونه محاسبات در مغز رخ می‌دهد هنوز تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است. مطالعه انجام شده توسط دانشگاه‌های بن و توگن به روشن شدن این موضوع می‌کند.

بررسی ویژگی‌های خاص دپارتمان صرع‌شناسی دانشگاه بن بهره بردند. این مرکز به صورت تخصصی برای جراحی مغز بیماران مبتلا به صرع می‌پردازد. در برخی از بیماران همیشه از یک ناحیه از مغز می‌گیرند. پزشکان برای شناسایی این ناحیه معیوب می توانند در مغز بیمار قرار گیرند. از این طریق می‌توان منشا دقیق گرفتگی را تعیین کرد و علاوه بر آن در فعالیت‌های تک نورون‌ها را برداشت کرد.

پنج زن و چهار مرد در این مطالعه شرکت کردند. در لوب گیجگاهی مغز این الکترود قرار داده شده است تا فعالیت های عصبی ثبت شود.

در همین حال، شرکت‌کنندگان باید کار‌های محاسباتی ساده‌ای انجام دهند. پروفسور “فلوریان مورمان” (Florian Mormann) از دپارتمان صرعشناسی در دانشگاه بن میگوید: ما دریافتیم که نورونهای متفاوتی هنگام انجام “جمع” نسبت به “تفریق” فعال میشوند.

«استر کاتر» (Esther Kutter) توضیح می‌دهد: این طور نبود که برخی از نورونها تنها به علامت + و می‌برخی تنها به علاستخ – و نها به نهاست – هستند. حتی زمانی که ما این علائم ریاضی را با کلمات جایگزین اثر آن بر فعالیت مغز مشابه بود.

برای مثال زمانی که گروه تحقیقاتی مورمان از افراد خواستند که سه را به پنج اضافه کنند، نورونهای مربوط به “جمع” فعال شد و زمانی که گفته شد “چهار کم شود از هفت” نورونهای “تفریق” فعال شد.

این نشان می‌دهد که سلول‌های کشف شده در حقیقت یک دستورالعمل ریاضی را برای فعال شدن رمزگذاری می‌کنند. فعالیت مغزی افراد با دقت بالا نشان می‌دهد که آزمایش‌هایی در لحظه در حال انجام چه نوع محاسباتی یک نوع محاسباتی است. الگوهای اصلی فعالیت‌های سلول‌ها را وارد یک برنامه خود آموزش رایانه‌ای کردند.

آن‌ها همزمان با این نرم‌افزار اعلام می‌کنند که شخص در حال انجام تفریق است یا جمع می‌شود. زمانی که این الگوریتم از آموزش با داده‌های جدید روبه‌رو شد، به طور دقیق به نوع محاسبه را دشخیص کرد.

پروفسور «آندریاس نیدر» (Andreas Nieder) از دانشگاه توبینگن میگوید: با توجه به آزمایشهای انجام شده روی میمونها میدانیم که نورونهای مخصوص قوانین محاسباتی خاص در مغز آنها وجود دارد، اما با این حالات کمی در مورد انسانها وجود دارد.

این دو گروه در خلال بررسی‌های خود به موضوع جالبی برخوردند. یکی از نواحی مورد مطالعه غزغز قشر پاراهیپوکمپ (parahippocampal cortex) بود که در این ناحیه نیز متوجه لولهابی شد که لولهابی را به لولها و اینستا تبدیل کرد. با این حال هنگام انجام عملیات جمع نورون‌های در طول انجام یک کار فعال شدند. به بیان دیگر دکمه “جمع” روی ماشین حساب دائما جای خود را تغییر می‌داد. در مورد تفریق نیز این موضوع صادق بود. مهم از این موضوع به عنوان “کدگذاری پویا” یاد می‌کنند.

من می‌گوید: این مطالعه گام مهمی را بهتر بشناسید از مهم‌ترین لباس‌های نمادین ما یعنی محاسبا.