مرحبًا بكم في خدمات البحث والاستراتيجية في عالم اليوم سريع الخطى.
على الرغم من ازدهار أبحاث علم الأعصاب على مدار العقد الماضي أو نحو ذلك، فقد أثبت عام 2022 أنه عام استثنائي شهد بعضًا من أكبر الإنجازات في علم الأعصاب منذ سنوات. فيما يلي 7 اكتشافات تظهر قدرة علم الأعصاب على تغيير حياتنا وحتى تعريفاتنا للحياة نفسها.
تُعد توقيعات مخطط كهربية الدماغ (EEG) هذه على شكل نبضات القلب أول دليل غير مباشر على أن الدماغ البشري يستخدم الحوسبة الكمومية. تم الكشف عن إمكانات EEG المستحثة عبر تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي المحددة المصممة للبحث عن الدورات المتشابكة من العقول البشرية.
ولا يمكن تفسيرها حاليًا إلا عندما يدور البروتون النووي في الدماغ المتشابك الكمي. لخص الفيزيائي الرئيسي في هذا الاكتشاف،
"𝙒𝙚 𝙖𝙙𝙖𝙥𝙩𝙚𝙙 𝙖𝙣 𝙞𝙙𝙚𝙖 ، 𝙙𝙚𝙫𝙚𝙡𝙤𝙥𝙚𝙙 𝙙𝙚𝙫𝙚𝙡𝙤𝙥𝙚𝙙 𝙚𝙭𝙥𝙚𝙧𝙞𝙢𝙚𝙣𝙩𝙨 𝙩𝙤 𝙥𝙧𝙤𝙫𝙚 𝙚𝙭𝙞𝙨𝙩𝙚𝙣𝙘𝙚 𝙤𝙛 𝙦𝙪𝙖𝙣𝙩𝙪𝙢 𝙦𝙪𝙖𝙣𝙩𝙪𝙢 ، 𝙬𝙝𝙚𝙧𝙚𝙗𝙮 𝙮𝙤𝙪 𝙩𝙖𝙠𝙚 𝙦𝙪𝙖𝙣𝙩𝙪𝙢 𝙨𝙮𝙨𝙩𝙚𝙢𝙨 ، 𝙬𝙝𝙞𝙘𝙝 𝙞𝙣𝙩𝙚𝙧𝙖𝙘𝙩 𝙬𝙞𝙩𝙝 𝙖𝙣 𝙪𝙣𝙠𝙣𝙤𝙬𝙣 𝙄𝙛 𝙄𝙛 𝙩𝙝𝙚 𝙩𝙝𝙚 𝙠𝙣𝙤𝙬𝙣 𝙨𝙮𝙨𝙩𝙚𝙢𝙨 ، 𝙩𝙝𝙚𝙣 𝙩𝙝𝙚𝙣 𝙪𝙣𝙠𝙣𝙤𝙬𝙣 𝙗𝙚 𝙖 𝙖 ، 𝙩𝙤𝙤.
في هذه الحالة كان النظام المعروف هو ماء الدماغ (السائل الدماغي)، والنظام غير المعروف هو الدماغ.
بالإضافة إلى ذلك، ترتبط مستويات التشابك بأداء الذاكرة قصيرة المدى والوعي الواعي، لذلك فمن المحتمل أنها تشكل جزءًا مهمًا من وظائفنا المعرفية العليا.
لقد كانت العمليات الكمومية راسخة في علم الأحياء غير البشري. على سبيل المثال، لولا النفق الكمي، ربما لم تكن عملية التمثيل الضوئي، وبالتالي معظم أشكال الحياة على الأرض، لتوجد.
هذه الدراسة أيضًا ليست الدليل الأول على بيولوجيا الكم البشرية.
Cryptochromes في عين الطائر والتي تستفيد من التشابك الكمي ثلاثي الحالة كآلية تسمح لهم بقراءة المجال المغناطيسي للأرض مثل الخريطة. تمتلك عيون الإنسان أيضًا كريتوبكروم، ولكن في مرحلة ما من تطورنا أصبحت معطلة.
يمكن أن تمثل نتائج هذه الدراسة بداية تحول نموذجي في علم الأعصاب، بالإضافة إلى الكشف عن طرق رئيسية لتطوير الحوسبة الكمومية القائمة على الآلة والذكاء العام الاصطناعي.
الدراسة: دلالات تجريبية لوظائف الدماغ غير الكلاسيكية ، كريستيان ماتياس كيرسكينز وديفيد لوبيز بيريز.
لأول مرة في التاريخ، قد تكتسب الحيوانات بعض جوانب الذكاء البشري عبر عمليات زرع الدماغ التكاملية.
العضيات (أو التجميعات ) هي مجموعات عاملة من الخلايا العصبية المزروعة في المختبر، عادة من الخلايا الجذعية الموجودة في الجلد. تُستخدم هذه التكوينات الدماغية الحية المعقدة نسبيًا، والتي يمكن أن تكون حيوانية أو بشرية، لدراسة الميكانيكا العصبية في المختبر، خارج الدماغ الفعلي.
ومع ذلك، فإن قيمتها البحثية محدودة للغاية بسبب الحجم والتعقيد الذي يمكن أن تنمو فيه. للتغلب على هذه المشكلة، تم نشر نهج جديد في مجلة Nature، حيث تم زرع عضويات القشرة البشرية في أدمغة الفئران الحية (في الصورة أعلاه).
بعد 6 أشهر من التكامل، وصلت الخلايا العصبية البشرية إلى مستوى جديد من النضج، حيث نمت بمقدار 6 أضعاف ما كان ممكنًا في المختبر. وكان نشاطهم يحاكي بشكل أفضل بعض السلوكيات الأكثر تطوراً التي تم العثور عليها عند ملاحظتها في أدمغة الإنسان.
في تجربة متابعة، قام الباحثون على وجه التحديد بتنشيط الخلايا العصبية البشرية المعدلة وراثيًا باستخدام علم البصريات الوراثي ، وتمكنوا بنجاح من التأثير على عدد المرات التي سعت فيها الفئران إلى الحصول على مكافأة.
على الرغم من كونه رائعًا، إلا أن هذا المجال الجديد من الأبحاث البيولوجية، وحتى علم الأحياء نفسه، قد يكون محفوفًا بالمضاعفات الأخلاقية، حتى بما في ذلك كيفية تصنيف مثل هذا الكائن الهجين.
دراسة: النضج والتكامل الدائري للعضويات القشرية البشرية المزروعة ، عمر ريفاه وآخرون.
هذا الفيديو أكثر مما تراه العين - إنه في الواقع أول تهجين ناجح للخلايا العصبية البيولوجية ورقائق السيليكون التي تتعلم لعب لعبة محاكاة.
كما رأينا للتو، تعد الكائنات العضوية حاليًا واحدة من أسرع مجالات العلوم تطورًا. يذهب هذا البحث في اتجاه مختلف ولكنه محير للعقل بنفس القدر، من خلال تصنيع مزيج من الأعضاء البشرية/القوارض مع رقائق الكمبيوتر.
والهدف من ذلك، الذي يطلق عليه اسم "الذكاء البيولوجي الاصطناعي" (SBI)، هو دمج هذه الأشكال المتباينة من الذكاء بشكل تآزري.
على وجه الخصوص، سعى الباحثون إلى جلب قوة التعقيد من الدرجة الثالثة الموجودة في الكائنات العضوية، والتي لم يكن من الممكن تحقيقها أبدًا في الحوسبة التقليدية. وبالإضافة إلى ذلك، لتحقيق التعريف الرسمي للوعي في الثقافات العصبية، مما يدل بشكل فعال على التعلم بالتغذية الراجعة الحسية.
في هذه الدراسة، تم دمج الكائنات العضوية في المختبر مع الحوسبة "السيليكوية" عبر مصفوفة متعددة الأقطاب عالية الكثافة. باستخدام ردود الفعل المنظمة ذات الحلقة المغلقة من خلال التحفيز الكهربي، تم دمج التجربة المسماة "BrainDish" في محاكاة للعبة الكمبيوتر الشهيرة Pong.
إن قدرة الخلايا العصبية في التجمعات على الاستجابة للمحفزات الخارجية بشكل تكيفي هي الأساس لكل تعلم الحيوانات. على الرغم من أن هذه التجربة الأولية عبارة عن محاكاة أساسية جدًا، إلا أنها أظهرت سلوكًا ذكيًا وواعيًا في عالم ألعاب محاكاة من خلال السلوك الموجه نحو الهدف.
يوفر هذا النهج وسيلة بحثية جديدة واعدة لدعم أو تحدي النظريات التي تشرح كيفية تفاعل الدماغ مع العالم، ولدراسة الذكاء بشكل عام.
دراسة: الخلايا العصبية في المختبر تتعلم وتظهر الشعور عند تجسيدها في عالم الألعاب المحاكي ، بريت جيه كاجان وآخرون.
توصل الباحثون إلى اكتشاف رائد محتمل لصحة الإنسان في عام 2022. فالعضلات هي أكبر كتلة هزيلة في أجسامنا، ولكن من حيث التمثيل الغذائي التأكسدي للجسم بالكامل، فإنها تحرق 15٪ فقط من الجلوكوز أثناء الراحة. ويرتبط هذا بالمخاطر الصحية الناجمة عن كثرة الجلوس .
النعل عبارة عن عضلة صغيرة في ربلة الساق تزن كيلوجرامًا واحدًا فقط، إلا أنها تحتوي على آلية خاصة مدمجة غير معروفة حتى الآن. أظهرت دراسة جديدة في جامعة هيوستن أنه عندما يتم تنشيط هذه العضلة المحددة بدقة، يرتفع معدل استقلاب الجلوكوز في الجسم بالكامل بشكل كبير إلى ما بين 30-45%. يحدث هذا مع إنفاق طاقة ضئيل للتعاقد الفعلي مع النعل.
التمرين عبارة عن رفع كعب بسيط ومتكرر مع إبقاء مقدمة القدم على الأرض، ويمكن القيام به أثناء الجلوس على الأرض أو على كرسي. لقد أُطلق عليها اسم " دفع النعل "، والذي يؤدي إلى استخدام خليط وقود لم يتم اكتشافه سابقًا.
ومن المثير للاهتمام أن هذا النوع من انقباض النعل يتم إبطال مفعوله أثناء المشي أو الجري. وبناءً على ذلك، تم أيضًا اختبار استهلاك طاقة عضلات الأطراف السفلية على جهاز المشي.
ومن اللافت للنظر أن تمرين دفع النعل يحرق أكثر من ضعف كمية الأكسجين التي يحرقها الجري، وعشرات أضعاف ما يحرقه المشي. وشوهدت التأثيرات لدى البالغين الذين تتراوح أعمارهم بين 22 و82 عامًا.
والخلاصة هي أن تنظيم التمثيل الغذائي الجهازي يمكن تحسينه بشكل كبير عن طريق تنشيط عضلة الساق الصغيرة. تكشف نتائج الأبحاث هذه عن طريقة عملية يسهل الوصول إليها على نطاق واسع لمواجهة المخاطر الصحية الكبيرة الناجمة عن الجلوس لفترات طويلة، بما في ذلك الأشخاص الذين يمارسون الرياضة بانتظام.
دراسة: طريقة فسيولوجية قوية لتضخيم واستدامة عملية التمثيل الغذائي التأكسدي للنعلية تعمل على تحسين تنظيم الجلوكوز والدهون ، مارك ت. هاميليتون، وآخرون.
كشف اكتشاف جديد عرضي نُشر في مجلة Nature عن سمة رئيسية جديدة للمرونة العصبية في أدمغة الثدييات البالغة.
كان فريق من علماء الأعصاب في MTI يدرسون أدمغة الفئران لإظهار كيفية معالجة التشعبات العصبية للمدخلات التشابكية بطرق مختلفة، اعتمادًا على موقعها. وبما أن هذا يتطلب تقنيات عالية الدقة، فقد اكتشفوا بالصدفة وفرة من المشابك العصبية الصامتة ، المعروفة باسم فلوبوديا ، عند أطراف التشعبات.
وعلق الباحث الرئيسي قائلاً:
"𝙏𝙝𝙚 𝙛𝙞𝙧𝙨𝙩 𝙩𝙝𝙞𝙣𝙜 𝙨𝙖𝙬 𝙨𝙖𝙬 ، 𝙬𝙝𝙞𝙘𝙝 𝙬𝙖𝙨 𝙨𝙪𝙥𝙚𝙧 𝙗𝙞𝙯𝙖𝙧𝙧𝙚 𝙬𝙚 𝙬𝙚 𝙙𝙞𝙙𝙣'𝙩 ، 𝙬𝙖𝙨 𝙩𝙝𝙖𝙩 𝙩𝙝𝙚𝙧𝙚 𝙬𝙚𝙧𝙚 𝙛𝙞𝙡𝙤𝙥𝙤𝙙𝙞𝙖."
المشابك العصبية هي الآليات العصبية التي تسمح للدماغ بربط نفسه بمرونة في تكوينات شبه لا نهائية. ومع ذلك، تتطلب المشابك العصبية السلكية الوظيفية بالفعل عتبة عالية من التحفيز من أجل فصلها وإعادة توصيلها.
المشابك العصبية الصامتة لها عتبة منخفضة جدًا وتكون جاهزة بشكل أساسي للاتصال بالخلايا العصبية الأخرى. على الرغم من أنه كان يعتقد سابقًا أن الأرجل الفيلوبية موجودة فقط في أدمغة صغيرة جدًا. وقد ترك هذا العديد من الأسئلة حول الآليات المتعلقة بكيفية استمرار قدرة أدمغة البالغين على تحقيق مستويات عالية من المرونة العصبية.
وُجد أيضًا أن الأرجل الخيطية البالغة حساسة جدًا للدونة الهيبية ، حيث يمكن لخلية عصبية واحدة أن تؤثر بشكل مباشر على اللدونة التشابكية لأخرى.
يقدم هذا الاكتشاف فهمًا جديدًا لكيفية تحفيز الاتصال الوظيفي بواسطة هذه الآلية الجديدة، مما يسمح بالتحكم المرن في الأسلاك المتشابكة التي توسع قدرات التعلم للدماغ الناضج.
كما يقدم شرحًا لكيفية تكوين الذكريات الجديدة.
"𝙏𝙝𝙚𝙨𝙚 𝙨𝙞𝙡𝙚𝙣𝙩 𝙨𝙮𝙣𝙖𝙥𝙨𝙚𝙨 𝙖𝙧𝙚 𝙡𝙤𝙤𝙠𝙞𝙣𝙜 𝙣𝙚𝙬 𝙘𝙤𝙣𝙣𝙚𝙘𝙩𝙞𝙤𝙣𝙨 ، 𝙖𝙣𝙙 𝙬𝙝𝙚𝙣 𝙞𝙢𝙥𝙤𝙧𝙩𝙖𝙣𝙩 𝙣𝙚𝙬 𝙣𝙚𝙬 𝙞𝙨 ، 𝙘𝙤𝙣𝙣𝙚𝙘𝙩𝙞𝙤𝙣𝙨 𝙗𝙚𝙩𝙬𝙚𝙚𝙣 𝙩𝙝𝙚 𝙧𝙚𝙡𝙚𝙫𝙖𝙣𝙩 𝙣𝙚𝙪𝙧𝙤𝙣𝙨 𝙖𝙧𝙚. 𝙏𝙝𝙞𝙨 𝙡𝙚𝙩𝙨 𝙩𝙝𝙚 𝙗𝙧𝙖𝙞𝙣 𝙘𝙧𝙚𝙖𝙩𝙚 𝙢𝙚𝙢𝙤𝙧𝙞𝙚𝙨 𝙬𝙞𝙩𝙝𝙤𝙪𝙩 𝙤𝙫𝙚𝙧𝙬𝙧𝙞𝙩𝙞𝙣𝙜 𝙩𝙝𝙚 𝙞𝙢𝙥𝙤𝙧𝙩𝙖𝙣𝙩 𝙢𝙚𝙢𝙤𝙧𝙞𝙚𝙨 𝙨𝙩𝙤𝙧𝙚𝙙 𝙨𝙩𝙤𝙧𝙚𝙙 𝙢𝙖𝙩𝙪𝙧𝙚 𝙨𝙮𝙣𝙖𝙥𝙨𝙚𝙨 ، 𝙬𝙝𝙞𝙘𝙝 𝙖𝙧𝙚 𝙝𝙖𝙧𝙙𝙚𝙧 𝙩𝙤. "
إحدى الوجبات الرئيسية المستفادة من هذا البحث هي أن أدمغتنا مهيأة من الناحية التشريحية العصبية بطريقة تسمح لها بالبقاء على درجة عالية من التكيف طوال فترة البلوغ، ومن المحتمل أن تكون جاهزة للخضوع لتغيير تحويلي.
دراسة: أقدام فلوبوديا هي ركيزة هيكلية للمشابك العصبية الصامتة في القشرة المخية الحديثة للبالغين ، ديميترا فاردالاكي، كوانغهون تشونغ ومارك تي هارنيت
التحفيز بالتيار المباشر عبر الجمجمة (tDCS) تطبيق تحفيز كهربائي ضعيف على فروة الرأس لزيادة نشاط الدماغ، وهو ما يُعرف أيضًا بشكل أقل علميًا باسم "انطلاق الدماغ". لقد كان موجودًا منذ فترة، على سبيل المثال قامت DARPA بالبحث عنه منذ حوالي عقد من الزمن. ركزت معظم الأبحاث على السكان الأصحاء أو ذوي الأداء العالي، ولكن لم تظهر سوى القليل من الأدلة المقنعة.
تشير دراسة نُشرت للتو إلى أن فوائد هذه الطريقة قد تكون في الواقع خاصة بكبار السن الذين يعانون من مشاكل في الذاكرة.
قام الباحثون بتقييم تأثيرات تدريب الذاكرة كتقييم مركب شامل لقدرة الذاكرة العاملة، ومقارنة كبار السن بالبالغين المسنين الذين يعانون من مشاكل في الذاكرة.
ووجدوا أنه في حين قام جميع الأفراد بتحسين أدائهم أثناء التدريب، فإن tDCS مع تدريب الذاكرة العاملة أفاد بشكل انتقائي الأفراد المسنين (OO) ذوي سعة الذاكرة العاملة المنخفضة.
ومن المثير للاهتمام أنهم وجدوا أيضًا أن الأداء مع تحفيز tDCS كان أسوأ لدى البالغين الأصغر سنًا، الذين أظهروا في الواقع درجات أعلى بكثير في الذاكرة العاملة مع التحفيز الزائف.
هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث، ولكن قد يكون هذا دليلًا نادرًا على أن فوائد التحفيز العصبي أو التعديل العصبي قد تكون محددة للغاية من الناحية العصبية.
بالإضافة إلى ذلك، أظهرت تقنية تحفيز كهربائي مماثلة تسمى تحفيز التيار المتردد عبر الجمجمة (tACS) باستخدام تيارات تيار متردد كهربائية منخفضة المستوى لتحفيز نشاط الدماغ المتزايد، لأول مرة أنها يمكن أن تؤدي إلى تغييرات ذات معنى في الإدراك.
في دراسة نشرت في مجلة Nature، قام 150 شخصًا تتراوح أعمارهم بين 65 و88 عامًا بمهمة تذكر قائمة الكلمات لمدة 20 دقيقة أثناء تنشيط أدمغتهم. وتكرر هذا على مدى 4 أيام.
وعلى النقيض من التحفيز الزائف، أظهرت النتائج أن أداء الذاكرة تحسن خلال الأيام الأربعة، وأن هذه المكاسب استمرت حتى بعد مرور شهر.
ولعل الأمر الأكثر إقناعًا هو أنه عندما تم استهداف مناطق القشرة الجبهية المرتبطة بالذاكرة طويلة المدى للتحفيز، تحسن الأداء عند تذكر الكلمات في بداية القائمة. عندما تم استهداف مناطق الفص الجداري المرتبطة بالذاكرة العاملة، تم تعزيز تذكر الكلمات القريبة من نهاية القائمة.
النتائج أكثر إقناعا من الدراسات الأخرى في هذا المجال. قد يكون هذا بسبب إجراء عملية الانطلاق على مدار عدة أيام مقابل جلسة واحدة. وفي كلتا الحالتين، يبدو الآن أن تقنية tACS يمكن أن تلعب دورًا إيجابيًا في تحسين وظائف المخ.
الدراسة 1: يستفيد كبار السن ذوي سعة الذاكرة العاملة المنخفضة من تحفيز التيار المباشر عبر الجمجمة عندما يقترن بتدريب الذاكرة العاملة ، سارا أسكندي وآخرون.
الدراسة 2: تحسن طويل الأمد وغير قابل للانفصال في الذاكرة العاملة والذاكرة طويلة المدى لدى كبار السن الذين يعانون من تعديل عصبي متكرر ، شي جروفر، وآخرون.
على الرغم من وجود الكثير من الجدل العلمي حول فعالية تطبيقات تدريب الدماغ، فقد أظهرت الأبحاث الجديدة بقوة أن تدخل التدريب المعرفي لمدة 4 أسابيع يمكن أن يعزز بشكل كبير عقلية النمو لدى الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 7 و10 سنوات.
تعتمد عقلية النمو على الاعتقاد بأن ذكاء الفرد يمكن أن يتغير بالجهد المرتبط بما يلي: -
- زيادة الرغبة في التعلم
- وجهات النظر الإيجابية للجهد
- الاستعداد لمواجهة التحديات
بالإضافة إلى استخدام التقييمات المسبقة واللاحقة لعقلية النمو، تم إجراء فحوصات الرنين المغناطيسي الوظيفي التفصيلية قبل التدريب وبعده. إلى جانب النقل المباشر في التقييمات، كشفت عمليات المسح عن تغيرات عصبية إيجابية في مناطق متعددة من الدماغ حاسمة للتحكم المعرفي والتحفيز والذاكرة.
لدونة الدوائر القشرية القاتلة كمؤشر قوي على الأطفال الذين حصلوا على أكبر قدر من الفوائد من التدريب.
كما ارتبطت مقاييس عقلية النمو قبل التدريب بمهارات الرياضيات الأعلى بعد التدريب، مما يشير إلى أن المستويات الأعلى من عقلية النمو أدت إلى أداء أفضل في الرياضيات مع التدريب. ومع ذلك، فمن المثير للاهتمام أن الأطفال ذوي المهارات الحسابية المنخفضة قبل التدريب يظهرون مكاسب أكبر في عقلية النمو استجابةً للتدريب.
وبما أن التأثيرات الإيجابية على عقلية النمو في سن مبكرة يمكن أن تؤثر بشكل كبير على مسار نمو الطفل، فإن النتائج تظهر أن تدخلات التدريب المعرفي لديها القدرة على تعزيز نتائج الحياة الشاملة.
الدراسة: التدريب المعرفي يعزز عقلية النمو لدى الأطفال من خلال مرونة الدوائر القشرية القاتلة ، لانج تشين، وآخرون.
مرحبًا بكم في خدمات البحث والاستراتيجية في عالم اليوم سريع الخطى.
فيما يلي بعض النتائج الرائعة التي توصل إليها علم الأعصاب حول الدماغ البشري والتي قد لا تعرفها.
أدى التنوع في مناهج أبحاث NeuroTracker إلى بعض الأفكار الرائعة حول كيفية تأثير الدماغ على الأداء البشري والعافية
احصل على نظرة عامة على الاختبارات المصممة لفك تشفير كيفية عمل المادة الرمادية لديك.
NeuroTrackerX هو برنامج تدريب معرفي مصمم لتقييم وتحسين الأداء العقلي.
