«نورون های ریاضی» در مغز مشخص شدند

مغز، دارای نورون هایی است که به طور خاص در طی برخی عملیات های ریاضی، شلیک می کنند. یافته‌ها نشان می‌دهد که برخی از نورون‌های شناسایی‌شده منحصراً در حین جمع‌ها فعال هستند، در حالی که برخی دیگر در حین تفریق فعال هستند. آنها به همان شیوه پاسخ می دهند که دستورالعمل محاسبه به عنوان یک کلمه یا نماد نوشته شده است.

بیشتر بچه های دبستانی احتمالاً از قبل می دانند که سه سیب به اضافه دو سیب به پنج سیب می رسد. با این حال، آنچه در مغز در طول چنین محاسباتی اتفاق می افتد، هنوز تا حد زیادی ناشناخته است. مطالعه فعلی توسط دانشگاه های بن و توبینگن، اکنون این موضوع را روشن می کند.

محققان، از ویژگی خاص بخش صرع شناسی در بیمارستان دانشگاه بن بهره مند شدند. در برخی از بیماران، تشنج همیشه از همان ناحیه مغز منشا می گیرد. پزشکان برای شناسایی دقیق این ناحیه معیوب، چندین الکترود را در بیماران، می کارند. از پروب ها می توان برای تعیین دقیق منشا اسپاسم استفاده کرد و علاوه بر این، فعالیت تک تک نورون ها را می توان از طریق سیم کشی اندازه گیری کرد.

برخی از نورون‌های مغز فقط هنگام جمع‌بندی اعداد ریاضی، فعال می‌شوند.

پنج زن و چهار مرد در مطالعه حاضر، شرکت کردند. آنها الکترودهایی در به اصطلاح لوب تمپورال مغز برای ثبت فعالیت سلول های عصبی کاشته بودند. در همین حال، شرکت کنندگان باید کارهای ساده حسابی را انجام می دادند. پروفسور فلوریان مورمان از بخش صرع شناسی بیمارستان دانشگاه بن توضیح می دهد: «ما دریافتیم که نورون های مختلف در حین جمع نسبت به تفریق شلیک می شوند».

اینطور نبود که برخی از نورون‌ها فقط به علامت «+» و برخی دیگر فقط به علامت «-» پاسخ دهند. استر کاتر که دکترای خود را در گروه تحقیقاتی پروفسور مورمن گذرانده است، توضیح می‌دهد: «حتی وقتی نمادهای ریاضی را با کلمات جایگزین کردیم، تأثیر ثابت ماند. به عنوان مثال، زمانی که از افراد خواسته شد تا جمع «۵ و ۳» را محاسبه کنند، نورون‌های جمعی مغز آن‌ها دوباره وارد عمل شدند، در حالی که برای تفریق«۷ از ۴»، نورون‌های تفریق آنها فعال شد».

این نشان می دهد که سلول های کشف شده، در واقع یک دستورالعمل ریاضی برای عمل، رمزگذاری می کنند. بنابراین، فعالیت مغز با دقت زیادی نشان داد که افراد مورد آزمایش در حال حاضر چه نوع وظایفی را محاسبه می‌کنند. محققان، الگوهای فعالیت سلول‌ها را در یک برنامه کامپیوتری خودآموز، وارد کردند. در همان زمان، به نرم افزار گفتند که آیا آزمودنی ها در حال حاضر عمل جمعی را محاسبه می کنند یا تفریق. زمانی که الگوریتم، پس از این مرحله آموزشی با داده های فعالیت جدید تلفیق شد، توانست به طور دقیق تشخیص دهد که در طول کدام عملیات محاسباتی ثبت شده است.

 

پروفسور آندریاس نیدر از دانشگاه توبینگن به همراه پروفسور مورمان بر این مطالعه نظارت داشتند. او می‌گوید:« ما از آزمایش‌های روی میمون‌ها می‌دانیم که نورون‌های مخصوص قوانین محاسباتی خاص نیز در مغز آنها وجود دارد. با این حال، در انسان ها، به ندرت هیچ داده ای در این زمینه وجود دارد. این دو گروه، در خلال تجزیه و تحلیل خود، به پدیده جالبی برخوردند؛ یکی از مناطق مغزی که مورد مطالعه قرار گرفت، قشر پاراهیپوکامپ بود. در آنجا نیز محققان سلول های عصبی را یافتند که به طور خاص در حین جمع یا تفریق شلیک می کردند. با این حال هنگام عمل جمع، نورون‌های اضافی مختلفی به طور متناوب در طول یک عمل محاسباتی مشابه، فعال شدند. به بیان استعاره ای، گویی کلید «بعلاوه» روی ماشین حساب مدام مکان خود را تغییر می دهد. در مورد تفریق هم همینطور بود. محققان همچنین از این به عنوان “کدگذاری پویا” یاد می کنند.

مورمن تاکید می کند:« این مطالعه گام مهمی به سوی درک بهتر یکی از مهمترین توانایی های نمادین ما، یعنی محاسبه با اعداد است». دو تیم از بن و توبینگن اکنون می‌خواهند دقیقاً نقش سلول‌های عصبی یافت شده در این مورد را بررسی کنند.

برخی نورون های مغز در حین جمع و برخی در حین تفریق فعال هستند.

منبع

محمد مهدی رضاپور

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.