خودآگاهی ممکن است در میدان‌های الکتریکی مغز ما پنهان شده باشد

خلاصه مقاله:

• خودآگاهی و توانایی‌های شناختی در مغز ممکن است ناشی از شلیک نورون‌ها نباشد، بلکه ناشی از میدان‌های الکتریکی یا اتصال لمسی باشد.
• شواهد نشان می دهد که میدان های الکتریکی در مغز می توانند اطلاعات را بسیار سریعتر از شلیک عصبی منتقل کنند و در عملکردهای پیچیده مغز موثر هستند.
• مطالعات اخیر نشان داده است که میدان های لمسی می توانند بدون نیاز به سیناپس، تغییرات ولتاژی در مغز ایجاد کنند و این پدیده ممکن است نقش اساسی در فرآیندهای شناختی داشته باشد.

نورون، که نوعی سلول تخصصی است که بخش بزرگی از مغز ما را تشکیل می دهد، امروزه کانون توجه علم اعصاب است. به گفته دانشمندان علوم اعصاب، پدیده هایی مانند ادراک، حافظه، شناخت و حتی خودآگاهی محصول فعالیت میلیاردها نورون ریز هستند که به طور مداوم ولتاژهای کوچکی را در مغز ما تولید و ارسال می کنند.

این پالس های کوچک انرژی الکتریکی نه تنها اطلاعاتی مانند درد و سایر اطلاعات حسی را به ذهن خودآگاه ما منتقل می کند، بلکه می تواند از نظر تئوری تمام جزئیات آگاهی پیچیده ما را توضیح دهد.

در حالی که دانشمندان علوم اعصاب مدت‌هاست بر سیگنال‌های الکتریکی که در سلول‌های مغز رخ می‌دهند تمرکز کرده‌اند، اثرات میدان عاطفی ممکن است مکانیسم اساسی برای خودآگاهی و شناخت باشد. این اثرات، که توسط میدان‌های الکتریکی تولید شده توسط نورون‌ها به جای شلیک سیناپسی نورون‌ها ایجاد می‌شوند، ممکن است نقش اصلی را در عملکرد ذهن ما ایفا کنند.

در سال 1943، دانشمندان آمریکایی برای اولین بار چیزی را کشف کردند که به عنوان کد عصبی یا کد سنبله شناخته می شود. توصیف کرد. آنها نقشه دقیقی از نحوه انجام عملیات منطقی بر اساس اصل همه یا هیچ شلیک عصبی ترسیم کردند. از آن زمان، دانشمندان علوم اعصاب تلاش های زیادی را برای رمزگشایی کد عصبی برای درک جزئیات آگاهی و شناخت انجام داده اند. با این حال، این تلاش ها نتیجه چندانی نداشت، زیرا اطلاعات آنها در مورد عملکرد ستون فقرات عصبی کمیاب بود.

محققانی که بر روی مغز مطالعه می‌کنند مدت‌هاست متوجه شده‌اند که راه‌هایی غیر از شلیک نورون‌ها وجود دارد که نورون‌ها می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. یکی از این مکانیسم ها که کمتر شناخته شده است، مکانیزمی به نام «پیوند عاطفی» است.

جفت شدن مؤثر ناشی از تعامل بین میدان های الکترومغناطیسی متوسط ​​و بزرگ مغز با میدان های کوچکتر مرتبط با سنبله های سیناپسی است. به عنوان مثال، نورون های شبکیه بدون شلیک عصبی عمل می کنند. این سلول ها از نوعی الکترودیفیوژن استفاده می کنند که در آن ذرات باردار بدون سیناپس (نقاط اتصال بین نورون ها) منتشر می شوند. الکترودیفیوژن سیگنالی را با سرعت بسیار بالا و پهنای باند وسیع به عصب بینایی منتقل می کند. بدون این مکانیسم، ما قادر به دیدن نیستیم.

واژه «افپتیک» در صیغه افپتیک به معنای لمس کردن است. اگرچه این اثرات به خوبی درک نشده اند، اما اثرات میدان لمسی توسط فعل و انفعالات مغناطیسی و الکتریکی ایجاد می شود که سلول های ما را نیرو می دهد. نتایج مطالعات تجربی نشان می دهد که این نیروها بیش از آنچه قبلا تصور می شد در مغز نقش دارند و حتی ممکن است در خودآگاهی نقش داشته باشند.

یکی از برجسته ترین مقالات در مورد اثرات میدان لمسی در سال 2019 منتشر شد و توسط محققان در آزمایشگاه Dominique Doran در دانشگاه Case Western Reserve انجام شد. این محققان نشان داده اند که قشر مغز موش بدون اتصالات سیناپسی تحت تأثیر فعل و انفعالات میدان لمسی قرار می گیرد. این اثر قابل توجه زمانی کشف شد که آنها یک برش از هیپوکامپ موش را به دو نیم کردند و سپس ولتاژ موجود در برش را اندازه گرفتند. حتی پس از جدا شدن کامل برش، هیچ تغییر قابل توجهی در ولتاژ اندازه‌گیری شده مشاهده نشد که نشان‌دهنده تأثیر قوی میدان‌های لمسی است.

محققان دریافتند که اثر میدان لمسی پس از یک فاصله مشخص کاهش می یابد. هنگامی که برش ها بیش از 400 میکرومتر از هم فاصله داشتند، اثر میدان لمسی تا حد زیادی ناپدید شد. این نتایج به قدری قابل توجه بود که داوران مقاله از آزمایشگاه دوراند خواستند نتایج را دو بار تکرار کند تا مقاله چاپ شود.

یک گروه تحقیقاتی دیگر سرعت برخورد میدان لمسی را در بافت‌های مختلف مقایسه کرد و دریافت که سرعت انتشار میدان لمسی در ماده خاکستری مغز حدود 5 هزار برابر سریع‌تر از سرعت شلیک نورون‌ها است. این به این معنی است که آنچه که یک ثانیه طول می کشد تا در مغز در سنبله های معمولی منتشر شود، می تواند با اثرات لمسی در یک بازه زمانی 5000 برابر سریعتر منتشر شود.

شواهد زیادی نشان می دهد که شلیک سیناپسی برای حرکت، شنوایی، لمس و بسیاری از فعالیت های دیگر ضروری است، اما با توجه به تراکم بسیار بیشتر اطلاعات در میدان های لمسی و توزیع گسترده اثرات میدان لمسی، اگر تکامل از این اثر برای مغز مهم استفاده نمی کرد. توابع، بسیار عجیب است. در واقع به نظر می رسد که تکامل به طرق مختلف از این تأثیر بهره برده است.

والتر فریمن، عصب‌شناس افسانه‌ای UCLA که از آن زمان درگذشت، در مقاله‌ای در سال 2006 استدلال کرد که سرعت شلیک سیناپسی معمولی نمی‌تواند سرعت عملکرد شناختی را که او طی سال‌ها در خرگوش‌ها و گربه‌ها مشاهده کرده بود، توضیح دهد.

در عوض، یک سری از یافته‌های اخیر در مورد اثرات لمسی مکانیسمی قوی برای توضیح این سرعت پیشنهاد می‌کند. یک مقاله نظری اخیر بر اساس این یافته‌ها نشان می‌دهد که اثرات میدان لمسی ممکن است در واقع مکانیسم اساسی برای خودآگاهی و شناخت ما باشد، نه شلیک نورون‌ها.

گزارش اخیر محققان دانشگاه کالیفرنیا و موسسه فناوری کال شواهد قانع کننده ای برای حمایت از اهمیت اثرات لمسی ارائه می کند. فراهم می کند. آنها دریافتند که جفت لمسی می تواند هماهنگی سریع مورد نیاز برای خودآگاهی را، حتی در غیاب سیناپس های بسیار سریع، توضیح دهد. یافته های این مقاله در مورد سرعت و گسترش اثرات میدان لمسی ممکن است پیشروی برای درک بنیادی جدیدی از نحوه عملکرد شناخت و خودآگاهی باشد.