آیا می دانستید که جهان سیاه و سفید است و مغز ما آن را رنگ می کند؟

غزل زیاری درک هر چیزی در محیط در واقع آگاهی از آنچه حواس شما درک می کنند است. دانشمندان علوم اعصاب در دانشگاه کلمبیا برای اولین بار موفق به شناسایی مدار سلولی مغز در مگس میوه شدند که سیگنال های حسی خام را به درک رنگ تبدیل می کند که رفتار مگس را هدایت می کند.

اکنون نتایج این مطالعات در مجله Nature Neuroscience منتشر شده است.

رودی بهنیا، محقق اصلی مؤسسه زوکرمن کلمبیا و نویسنده این مقاله، توضیح داد: «بسیاری از ما رنگ‌های غنی را که هر روز می‌بینیم، مانند قرمز توت فرنگی رسیده یا قهوه‌ای عمیق مردمک‌های مردم، بدیهی می‌دانیم؛ اما حقیقت. این رنگ ها در خارج از مغز ما وجود ندارند.» وی در ادامه توضیحات خود به این نکته اشاره کرد که رنگ ها ادراکاتی هستند که توسط مغز ایجاد می شود؛ این گونه است که چشم ها طول موج های بلندتر و کوتاه تر نور را درک می کنند.

دکتر. بهنیا ادامه داد: تبدیل سیگنال های حسی به درک ما از جهان در واقع نحوه کمک مغز به موجودات زنده و رشد آنهاست، پرسیدن این سوال که چگونه باید جهان را درک کنیم شاید ساده به نظر برسد؛ اما پاسخ به این سوال چالش بزرگی خواهد بود. “امیدوارم این به ما کمک کند تا بفهمیم چگونه مغز ویژگی هایی از محیط را که برای کارهای روزمره مهم هستند استخراج می کند.”

اعضای این تیم تحقیقاتی در مقاله جدید خود از کشف شبکه‌های خاصی از نورون‌ها، نوعی سلول مغزی در مگس‌های میوه، خبر دادند که به طور انتخابی به رنگ‌های مختلف پاسخ می‌دهند. رنگ های درک شده با طول موج های خاص یا ترکیبی از طول موج های نور ذاتا غیر رنگی مرتبط هستند. این نورون‌های انتخاب‌کننده رنگ در لوب بینایی مغز که مسئول بینایی است، قرار دارند.

در میان رنگ‌ها، این نورون‌ها به رنگ‌هایی که برخی بنفش در نظر می‌گیرند، و همچنین رنگ‌های دیگر مربوط به طول موج‌های فرابنفش (UV) (برای انسان نامحسوس) پاسخ می‌دهند. تشخیص رنگ های UV برای بقای برخی ارگانیسم ها از جمله زنبورها و احتمالا مگس های میوه بسیار مهم است. به عنوان مثال، بسیاری از گیاهان دارای الگوهای فرابنفش هستند که ممکن است در هدایت حشرات به گرده نقش داشته باشند.

پیش از این، دانشمندان اعلام کردند که نورون هایی را در مغز حیوانات پیدا کرده اند که به طور انتخابی به رنگ های خاصی مانند قرمز یا سبز پاسخ می دهند. اما هیچ کس قادر به ردیابی مکانیسم های عصبی که این انتخاب رنگ را ممکن می کند، نبوده است.

اینجاست که کاربرد و سودمندی اتصال مغز مگس (لیستی از نورون ها) نشان داده می شود. D.، استادیار علوم اعصاب در کالج پزشکان و جراحان کلمبیا Vagloss. بهنیا ادامه داد: این نقشه پیچیده نحوه همکاری 130 هزار نورون و 50 میلیون سیناپس در مغز مگس میوه به اندازه یک دانه خشخاش را نشان می دهد.

محققان از مشاهدات خود از سلول های مغزی با استفاده از کانکتوم به عنوان مرجع استفاده کردند تا نموداری از آنچه که معتقدند مدار عصبی پشت انتخاب رنگ است ایجاد کنند. سپس دانشمندان این مدارها را به عنوان مدل‌های ریاضی برای شبیه‌سازی و بررسی فعالیت‌ها و قابلیت‌های مدارها ترسیم کردند.

دکتر. ماتیاس کریستنسن، یکی یکی از نویسندگان مقاله گفت: «مدل‌های ریاضی به‌عنوان ابزارهایی عمل می‌کنند که به ما امکان می‌دهند ساختارها و اتصالات پیچیده این سلول‌های مغزی را بهتر درک کنیم».

او همچنین استاد علوم اعصاب نظری، استاد فیزیولوژی سلولی و بیوفیزیک، و محقق اصلی موسسه زاکرمن است. لری ابوت نقش کلیدی در تلاش مدلینگ داشت. او گفت: ما می‌توانیم با این مدل‌ها این پیچیدگی‌ها را برطرف کنیم.

این مدل‌سازی نه تنها نشان داد که این مدارها می‌توانند فعالیت لازم برای انتخاب رنگ را داشته باشند، بلکه به نوعی از اتصال سلول به سلول معروف به “مقابله” اشاره کرد که بدون آن انتخاب رنگ انجام نمی‌شود. در یک مدار عصبی بازگشتی، خروجی های مدار به عنوان ورودی به مدار بازگردانده می شوند. آلوارو سانز دیاز، دکتر. محقق فوق دکتری در آزمایشگاه بهنیا و یکی سایر نویسندگان مقاله آزمایش دیگری را پیشنهاد کردند.

دکتر. Sanz گفت: زمانی که ما از یک تکنیک ژنتیکی برای ایجاد اختلال در برخی از این اتصالات مکرر در مغز مگس‌های میوه استفاده کردیم، نورون‌هایی که قبلاً فعالیت انتخابی رنگ را نشان می‌دادند این خاصیت را از دست دادند. او ادامه داد: “این به ما اطمینان بیشتری می دهد که ما در واقع مدارهای مغزی را که در درک رنگ نقش دارند، کشف کرده ایم.”

دکتر. بهنیا ادامه داد: «ما در حال حاضر بیشتر می دانیم که چگونه ارتباطات در مغز امکان ایجاد یک بازنمایی ادراکی از رنگ ها را فراهم می کند طعم.”

منبع: eurekalert

۲۲۷۲۲۷