دراسة: مناطق الدماغ البصرية تغير حالتها بمجرد فتح العينين

كشفت دراسة حديثة أجراها فريق من الباحثين في ألمانيا عن أفكار حول عمل القشرة البصرية لدى قرود المكاك.

تظهر النتائج، التي نشرت في مجلة Cell Reports، أن القشرة البصرية الأولية، والتي تسمى أيضًا V1، لدى القرود تظهر نمطين مختلفين من نشاط الدماغ اعتمادًا على ما إذا كانت أعينهم مفتوحة أم مغلقة.

يمكن وصف النشاط المنسق للعديد من الخلايا العصبية في الدماغ بأنه متعدد الجوانب.

ماذا يحدث عند فتح وغلق العينين؟

باستخدام البيانات الفيزيولوجية الكهربية، وجد الباحثون أن نشاط القشرة البصرية يتحول بين نمطين عصبيين متشعبين، بمجرد فتح العينين أو إغلاقهما.

وجد الفريق أيضًا إشارات قوية من منطقة بصرية عليا تسمى V4 إلى V1، خاصة في المنطقة النقرية من القشرة البصرية الأولية، التي تعالج المعلومات من الجزء المركزي من شبكية العين.

يكون هذا التواصل أقوى بكثير عندما تكون العيون مفتوحة، وهو تأثير لم يكن معروفًا من قبل.

تمكن الباحثون أيضًا من إعادة إنتاج سلوك التبديل المتشعب في المحاكاة الحاسوبية لشبكة الخلايا العصبية المتصاعدة، مما يعزز النتائج التي توصلوا إليها حول دور إشارات V4 إلى V1.

تم دعم العمل بواسطة العديد من أدوات EBRAINS الرقمية.

باستخدام مجموعة أدوات تحليل الفيزيولوجيا الكهربية Elephant من EBRAINS، وجد الباحثون المتشعبات العصبية والإشارات من أعلى إلى أسفل.

وباستخدام أداة المحاكاة العصبية NEST التي تعمل بنظام EBRAINS، أكدوا أن الإشارات من أعلى إلى أسفل يمكن أن تسبب تبديلًا بين مشعبين في شبكة عصبية متصاعدة.

تشير النتائج مجتمعة إلى أنه بمجرد فتح العينين، تقوم الإشارات بين المناطق القشرية المختلفة بإعداد القشرة البصرية الأولية لرؤية سريعة وفعالة، حتى في غرفة مظلمة.

وقال الدكتور آيتور موراليس جريجوريو، مؤلف الدراسة: "نعتقد أنه عندما تكون العيون مفتوحة، فإن الإشارات من أعلى إلى أسفل تجهز القشرة البصرية لاستجابات سريعة وفعالة، مثل وضع الاستعداد البصري".

يشتبه المؤلفون في أنه نظرًا لارتباط قرود المكاك ارتباطًا وثيقًا من الناحية التطورية بالبشر، فقد تحدث ظاهرة مماثلة أيضًا في الدماغ البشري، على الرغم من ضرورة إجراء مزيد من الأبحاث لتأكيد ذلك.

قد يكون لهذه النتائج آثار على تطوير الأطراف الصناعية البصرية للمكفوفين التي تحفز القشرة البصرية.

وأوضح موراليس جريجوريو: "يمكن للأطراف الاصطناعية العصبية البصرية أن تخلق إدراكات بصرية صغيرة (فوسفينات) في كل من البشر وقرود المكاك".

وأضاف: "إن فهم أنماط النشاط الأساسية يمكن أن يساعدنا في تصميم المدخلات المثالية للأطراف الاصطناعية العصبية للتحدث مع الدماغ بلغتها الخاصة".