اخبار علمی, مطالب
لمس و رمز و راز آن
لمس و بدن: برخی از قسمتهای بدن – برای مثال دستها و لبها – حساس‌تر از سایر قسمتها هستند، مطالعات جدید نشان میدهد که آنها به ما در تشخیص پیچیده‌ترین جزئیات جهان پیرامون کمک میکنند.
این توانایی برای زندگی و بقای ما مهم است و به ما کمک میکند تا با خیال راحت به محیط اطراف خود بپردازیم و به سرعت موقعیت‌های جدید را درک کرده و به آنها پاسخ درست دهیم. در نتیجه تعجب‌آور نیست که مغز فضای قابل توجهی را به این سطوح حساس پوست اختصاص میدهد که برای لمس ظریف، دقیق و متمایز تخصص دارند و به طور مداوم از طریق نورونهای حسی که آنها را تحریک میکنند، اطلاعات دقیق جمع آوری میکنند.
اما چگونه ارتباط بین نورونهای حسی و مغز منجر به چنین پوست حساسی میشود؟ یک مطالعه جدید که توسط محققان دانشکده پزشکی هاروارد انجام شده است، مکانیزمی را معرفی کرده است که ممکن است زمینه ساز حساسیت بیشتر مناطق خاصی از پوست باشد.
این تحقیق که روی موشها انجام شد و 11 اکتبر در مجله Cell منتشر شد، نشان میدهد که حضور بیش از حد سطوح حساس پوست در مغز در اوایل نوجوانی ایجاد میشود و میتوان آن را به ساقه مغز نسبت داد. علاوه بر این، نورونهای حسی که قسمتهای حساس‌تر پوست را در بر میگیرند و اطلاعات را به ساقه مغز منتقل میکنند، ارتباطات قوی‌تری نسبت به نورونها در قسمتهای کمتر حساس بدن ایجاد میکنند.
David Ginty ، نویسنده ارشد و Edward R. and Anne G. Lefler، پروفسور عصب شناسی در دانشکده پزشکی هاروارد، میگویند: این مطالعه درک مکانیکی از علت اختصاص بیشتر بخشهای مغز به سطوح پوست با دقت لمس بالا را ارائه میدهد. اساساً، این مکانیزمی است که به توضیح این امر کمک میکند که چرا شخص در قسمتهایی از بدن که به آن نیاز دارد، دارای حس لامسه بیشتری است.
در حالی که این مطالعه روی موشها انجام شد، نمایان شدن بیش از حد مناطق حساس پوست در مغز در بین پستانداران مشاهده میشود. این نشان میدهد که این مکانیسم ممکن است برای گونه‌های دیگر قابل تعمیم باشد. از دیدگاه تکاملی، پستانداران دارای مدلها و شکل‌های بدن بسیار متفاوتی هستند که بسته به نوع بدن هر گونه حساسیت در سطوح مختلف پوست متفاوت است. به عنوان مثال، انسانها دارای دست و لبهای بسیار حساسی هستند، در حالی که خوکها با استفاده از پوزه‌های بسیار حساس جهان را کاوش میکنند. بنابراین، محققان معتقدند که این مکانیسم میتواند انعطاف پذیری رشد گونه‌های مختلف را برای ایجاد حساسیت در مناطق گوناگون فراهم کند.علاوه بر این، اگرچه این یافته‌ها کامل نیستند، اما روزی میتوانند به روشن شدن ناهنجاری‌های لمسی که در برخی از اختلالات تکاملی عصبی در انسان مشاهده میشود، کمک کنند.
دانشمندان از گذشته‌ها میدانسته‌اند که برخی از قسمتهای بدن در مغز بیش از حد نمایان شده‌اند – همانطور که در نقشه حسی مغز ، به نام somatosensory homunculus ، به صورت شماتیک از قسمتهای بدن انسان و نواحی مربوطه در مغز که در آن سیگنالهای این قسمتهای بدن پردازش میشوند، نشان داده شده است. تصویر چشمگیر شامل دستها و لبها است. پیش از این تصور میشد که نمایان شدن بیش از حد مناطق حساس پوست در مغز میتواند به تراکم بالای نورونهایی که آن نواحی پوست را عصبی میکنند نسبت داده شود. با این حال، کارهای قبلی آزمایشگاه Ginty نشان داد که در حالی که پوست حساس حاوی نورونهای بیشتری است، این نورونهای اضافی برای در نظر گرفتن فضای اضافی مغز کافی نیستند و مربوط به آن نمیشوند.
Brendan Lehnert ، یکی از محققان neurobiology و سرپرست این مطالعه با Celine Santiago ، میگوید: ما متوجه شدیم که تعداد بسیار کمی از سلولهای عصبی که پوست حساس را عصب رسانی میکنند در مقایسه با آنچه انتظار میرود وجود دارد.
برای بررسی این تناقض، محققان یک سری آزمایش روی موشها انجام دادند که شامل تصویربرداری از مغز و نورونها به عنوان نورونهای تحریک شده به روشهای مختلف بود. ابتدا، آنها بررسی کردند که چگونه مناطق مختلف پوست در طول رشد نشان داده شده است. در اوایل رشد، پوست حساس و بدون مو روی پنجه موش متناسب با تراکم نورونهای حسی نشان داده شد. با این حال، بین نوجوانی و بزرگسالی، نشانه‌های این پوست حساس به طور فزاینده‌ای در مغز ظاهر میشود، حتی اگر تراکم نورونها ثابت بماند به این معنی که تغییری در پوست پنجه‌های کم مو و حساس مشاهده نشد.
Ginty گفت: این بلافاصله به ما گفت که چیزی بیشتر از تراکم عصب سلولهای عصبی در پوست در حال انجام است به نظر میرسد علت این حساسیت بیش از حد در مغز باشد.
Lehnert افزود: دیدن تغییرات در این بازه‌های زمانی رشد بعد از زایمان واقعاً غیرمنتظره بود.این ممکن است تنها یکی از تغییرات متعدد در رشد پس از زایمان باشد که برای نشان دادن جهان قابل لمس اطرافمان مهم است و به ما کمک میکند تا از طریق حلقه حسی حرکتی جهان پیرامون خود را بهتر بشناسیم که لمس بخش خاصی از این پروسه شناخت است.
در مرحله بعد، تیم تشخیص داد که ساقه مغز یعنی ناحیه‌ای در مغز که اطلاعات را از نورونهای حسی به مناطق پیچیده‌تر و مراتب بالاتر مغز منتقل میکند، محلی است که در آن نمای بزرگتر از سطوح حساس پوست رخ میدهد. این یافته محققان را به این نتیجه رساند که حساسیت شدید پوست باید از ارتباط بین نورونهای حسی و نورونهای ساقه مغز نشأت بگیرد.
برای بررسی بیشتر، دانشمندان ارتباط بین نورونهای حسی و نورونهای ساقه مغز را برای انواع مختلف پوست پنجه موش مقایسه کردند. آنها دریافتند که این ارتباطات بین نورونها برای پوستهای حساس و بدون مو قوی‌تر و بیشتر از پوستهای کمتر حساس و پر مو است. بنابراین، تیم به این نتیجه رسیدند که قدرت و تعداد ارتباطات بین نورونها نقش کلیدی در ایجاد حساسیت بیش از حد پوست در مغز ایفا میکند. سرانجام، حتی زمانی که نورونهای حسی در پوستهای حساس تحریک نمیشوند، موشها باز هم نمایان شدن گسترده‌تری در مغز ایجاد میکنند. این نشان میدهد که نوع پوست، به جای تحریک با لمس در طول زمان، باعث این تغییرات مغزی میشود.ما فکر میکنیم که ما بخشی از این بزرگنمایی را کشف کرده‌ایم که نمایانگر نامتناسب مرکز حسی است. یکی از محققین گفت: این یک شیوه جدید تفکر در مورد چگونگی این حساسیت است.
در مرحله بعد، محققان میخواهند بررسی کنند که چگونه مناطق مختلف پوست به نورونهایی که آنها را عصبی میکند اطلاع میدهند که خواص متفاوتی از خود نشان دهند، مانند ایجاد ارتباطات بیشتر و قوی‌تر در هنگام عصب کشی پوست حساس. محققان یک سوال کلیدی دارند: “سیگنالها چیست؟” این در واقع یک سوال مکانیکی بزرگ است.
و در حالی که محققان این مطالعه را صرفاً بر اساس کنجکاوی توصیف میکنند، خاطرنشان کردند که یک کلاس شایع از اختلالات تکاملی عصبی در انسان وجود دارد به نام اختلالات هماهنگی رشدی که بر ارتباط بین گیرنده‌های لمسی و مغز تأثیر میگذارد و بنابراین ممکن است از روشن شدن بیشتر تعامل بین آنها سود ببرد و استفاده کند.
محققان میگویند: این یکی از مواردی است که امیدواریم مطالعات زیادی در زمینه تغییرات مکانیکی در نحوه نمایش بدن در طول توسعه انجام دهد. ما فکر میکنیم این ممکن است در آینده، به درک بهتر برخی از اختلالات عصبی تکاملی منجر شود.
