چگونه مغز هوشیاری را کنترل می‌کند؟ نقش کلیدی ساختارهای عمیق مغز

در جهانی پر از محرک‌های دائمی، تالاموس مانند یک فیلتر عمل می‌کند و تعیین می‌کند کدام افکار به آگاهی ما می‌رسند و کدام نادیده گرفته می‌شوند.

برای اولین بار، دانشمندان علوم اعصاب مشاهده کرده‌اند که چگونه ساختارهای عمیق مغز هنگام آگاهی یافتن فرد از افکار خود (پدیده‌ای به نام ادراک هوشیار) فعال می‌شوند.

مغز به طور مداوم با انبوهی از محرک‌های بینایی، شنوایی و سایر سیگنال‌ها بمباران می‌شود، اما انسان‌ها تنها بخش کوچکی از این دنیای اطراف را آگاهانه درک می‌کنند—مثلاً مزه یک تکه شکلات یا صدای یک فرد. پیش از این، محققان می‌دانستند که قشر مغز (کورتکس) در این تجربه آگاهی نقش دارد، اما نقش ساختارهای عمیق‌تر مغز تاکنون به دلیل دسترسی دشوار به آن‌ها (که معمولاً نیاز به جراحی تهاجمی دارد) کمتر شناخته شده بود.

چرا مطالعه این مناطق دشوار است؟

• دسترسی به نواحی عمیق مغز معمولاً فقط در موارد درمانی (مثل تحریک عمقی مغز برای بیماری‌هایی مانند پارکینسون یا میگرن شدید) ممکن است.
• طراحی آزمایش‌های حیوانی برای بررسی هوشیاری پیچیده و بحث‌برانگیز است.

“مطالعه هوشیاری همواره با انتقادات و شک‌های زیادی مواجه بوده، زیرا پدیده‌ای به شدت پیچیده و ذهنی است.”
— لیاد مودریک، عصب‌شناس دانشگاه تل‌آویو

کشف جدید: تالاموس، دروازه‌بان آگاهی

در مطالعه‌ای که امروز در مجله Science منتشر شد، مینگشا ژانگ و همکارانش در دانشگاه پکن روی تالاموس تمرکز کردند. تالاموس که در مرکز مغز قرار دارد، مسئول پردازش اطلاعات حسی و حافظه کاری است و تصور می‌شود در ادراک هوشیار نقش کلیدی ایفا می‌کند.

روش تحقیق:

• شرکت‌کنندگان افرادی بودند که به دلیل سردردهای شدید مزمن تحت درمان با الکترودهای عمقی مغز (DBS) قرار داشتند.
• از آن‌ها خواسته شد تا با دیدن یا ندیدن یک نماد روی صفحه، حرکات چشم خاصی انجام دهند. (نماد به گونه‌ای طراحی شده بود که فقط در ~۵۰% موارد به صورت آگاهانه دیده شود.)
• همزمان، فعالیت عصبی در تالاموس و کورتکس ثبت شد.

یافته کلیدی:

• تالاموس حدود ۲۰۰ میلی‌ثانیه زودتر از کورتکس هنگام آگاهی از محرک فعال می‌شود.
• این نشان می‌دهد تالاموس ممکن است نقش آغازگر در فرآیند هوشیاری داشته باشد و نه صرفاً یک واسطه.

“این اولین بار است که فعالیت همزمان تالاموس و کورتکس در حین یک تکلیف مرتبط با هوشیاری ثبت می‌شود—داده‌ای بسیار ارزشمند!”
— کریستوفر وایت، عصب‌شناس دانشگاه سیدنی

چرا این تحقیق مهم است؟

۱. تقویت نظریه‌های هوشیاری: تاکنون بیشتر تحقیقات بر قشر مغز متمرکز بودند، اما این مطالعه نشان می‌دهد ساختارهای عمیق‌تر مانند تالاموس ممکن است نقش اساسی‌تری داشته باشند.
۲. کاربردهای پزشکی: درک بهتر مکانیسم‌های هوشیاری می‌تواند به درمان اختلالاتی مانند کما، روان‌پریشی یا حتی بیماری‌های تخریب عصبی کمک کند.
۳. پاسخ به یک سوال فلسفی قدیمی: رابطه بین فعالیت مغز و تجربه ذهنی چیست؟

سوالات باقی‌مانده:

• آیا تالاموس واقعاً علت هوشیاری است یا فقط بخشی از زنجیره پردازش آن؟
• چگونه سایر ساختارهای عمیق مغز (مثل عقده‌های قاعده‌ای) در این فرآیند مشارکت دارند؟

این پژوهش گامی مهم به سوی رمزگشایی از یکی از بزرگترین رازهای مغز انسان است: چگونه ماده خاکستری به خودآگاهی می‌رسد؟