این ۱۱ کشف شگفت‌انگیز جدید در علوم عصب‌شناسی را از دست ندهید
علوم همچنان به کشف ارتباطات پیچیده بین مغز، بدن و رفتار می‌پردازند. از درک‌های نوین درباره سلامت روان و پیری تا کشفیات درباره تأثیر حرکت، تروما و خلاقیت بر مغز، پژوهش‌های اخیر درک عمیق‌تری از عواملی که ما را شکل می‌دهند—گاه حتی تا سطح مولکولی—فراهم می‌کنند.
در ادامه ۱۱ مطالعهٔ اخیر که روشن‌کننده این فرآیندها هستند، آورده شده است. برای آگاهی بیشتر درباره هر کشف و چگونگی ممکن بودن تغییر در نگرش ما نسبت به ذهن، بر روی هر یک از زیرعنوان‌ها کلیک کنید.
فواید ورزش برای مغز ممکن است از طریق خون منتقل شوند
ورزش فیزیکی از دیرباز با بهره‌های شناختی و عاطفی، به‌ویژه از طریق تأثیر آن بر هیپوکامپ—منطقه‌ای کلیدی برای یادگیری و حافظه—مرتبط دانسته می‌شده است. یک مطالعهٔ جدید نشان می‌دهد که بخشی از این بهره می‌تواند به ذرات ریز موجود در خون که به نام ویسکل‌های خارج‌سلولی شناخته می‌شوند، بازگردد. پژوهشگران دریافتند که هنگام‌که این ویسکل‌ها از موش‌های ورزش‌دیده استخراج و به موش‌های ساکن تزریق شدند، تعداد نورون‌های جدید در هیپوکامپ موش‌های دریافت‌کننده ۵۰ درصد افزایش یافت.
به‌نظر می‌رسد این ویسکل‌ها ترکیبی از پروتئین‌ها و مواد ژنتیکی حمل می‌کنند که می‌توانند به مغز نفوذ کنند و نئوجنسیس را تقویت نمایند. این کشف نه تنها ایدهٔ تأثیرات سیستمیک ورزش را تأیید می‌کند، بلکه روشی بالقوه برای انتقال بخشی از این بهره‌های شناختی از طریق درمان‌های هدفمند معرفی می‌نماید. اگرچه این ویسکل‌ها تمام مزایای ورزش را به‌طور کامل بازسازی نکردند، توانایی آنها در تحریک رشد سلولی جدید، مسیر امیدوارکننده‌ای برای درک چگونگی ارتباط بدن با مغز در طول فعالیت‌های فیزیکی نشان می‌دهد.
راه رفتن می‌تواند شنوایی شما را به‌صورت زمان‌واقعی تقویت کند
تحقیقات جدید نشان می‌دهند که راه رفتن صرفاً حرکت بدن نیست؛ بلکه نحوهٔ پردازش صدا توسط مغز را نیز تغییر می‌دهد. در مطالعه‌ای که فعالیت مغزی افراد را هنگام راه رفتن در مسیر هشت‌شکل ثبت کرد، پژوهشگران دریافتند که سیگنال‌های شنوایی در حین حرکت واضح‌تر می‌شوند. ردیابی صداهای ریتمیک توسط مغز در هنگام راه رفتن نسبت به ایستادن قوی‌تر بود، که نشان می‌دهد پردازش شنوایی در زمان حرکت حساس‌تر می‌شود.
این حساسیت شنوایی تقویت‌شده بسته به جهتی که شرکت‌کنندگان می‌چرخیدند نیز تغییر می‌کرد. هنگام قدم‌زدن به سمت راست، مغز صداهای گوش راست را در اولویت می‌گذاشت و بالعکس. این تنظیم پویا ممکن است به افراد کمک کند تا هنگام حرکت آگاهی بیشتری نسبت به محیط اطراف داشته باشند. در آزمایش پیگیری، صدای ناگهانی که از یک سمت می‌آمد، ریتم‌های مغزی را در حین راه رفتن بیشتر مختل می‌کرد. این نتایج نشان می‌دهند که حرکت باعث می‌شود مغز به صداهای پیرامونی بیشتر گوش دهد؛ احتمالاً برای تقویت آگاهی فضایی و ایمنی.
نشانه‌های تروماهای دوران کودکی مادر ممکن است در شیر مادر ظاهر شوند
مطالعه‌ای که به بررسی شیر مادر پرداخته، تفاوت‌های مولکولی‌ای را کشف کرد که به‌نظر می‌رسد بازتاب‌دهندهٔ تجارب دوران کودکی مادر باشد. به‌ویژه، مادرانی که دو یا بیشتر از دو تجربهٔ نامطلوب دوران کودکی گزارش کردند، سطوح بالاتری از برخی میکرورناها و سطوح کمتری از اسیدهای چرب خاص در شیر خود داشتند. این الگوهای مولکولی همچنین با جنبه‌هایی از ویژگی‌های رفتاری نوزادان در سال نخست زندگی آنها مرتبط بودند.
میکرورناها نقش تنظیم بیان ژن‌ها را ایفا می‌کنند و حضور آنها در شیر مادر می‌تواند بر رشد نوزاد تأثیر بگذارد. پژوهشگران پیوندهای میان این الگوهای مولکولی و رفتارهای نوزادانی مانند واکنش‌پذیری عاطفی و توانایی آرامش‌پذیری را شناسایی کردند. اگرچه این نتایج هیچ‌گونه ضرری از شیردهی را نشان نمی‌دهند، ولی نشان می‌دهند که تروماهای دوران کودکی می‌توانند به‌صورت ریزش‌های زیستی شکل‌پذیرند که به نسل بعدی منتقل می‌شوند. این مطالعه مسیر را برای پژوهش‌های بیشتر دربارهٔ تأثیر تجارب پیش از والدگری بر نشانگرهای زیستی ماندگار که ممکن است اثرات توسعه‌ای داشته باشند، باز می‌کند.
خجالتی بودن ممکن است با فعالیت مغزی در مخچه مرتبط باشد
خجالتی بودن معمولاً در ارتباط با نواحی مغزی مرتبط با عواطف، مانند آمیگدال و قشر پیش‌پشتی، بررسی می‌شود. اما مطالعهٔ جدیدی به مخچه—که بیشتر با کنترل حرکتی مرتبط است—اشاره دارد که این ناحیه نقش مهمی در این ویژگی شخصیتی ایفا می‌کند. پژوهشگران دریافتند افرادی که خود گزارش می‌کنند خجالتی‌تر هستند، سطح پایین‌تری از همگامی فعالیت مغزی در مخچهٔ راست خلفی هنگام استراحت نشان می‌دهند.
نکتهٔ مهم این است که این ارتباط تا حدی توسط حساسیت افراد به تهدیدهای احتمالی، که به‌عنوان سیستم مهار رفتاری شناخته می‌شود، توضیح داده می‌شود. این موضوع نشان می‌دهد که افراد خجالتی ممکن است با احتیاط اجتماعی بیشتری مواجه باشند که به‌صورت خودبه‌خودی در فعالیت مخچه بازتاب می‌یابد. این نتایج درک خجالتی بودن را گسترش می‌دهند، به‌طوری که ریشه‌های عصبی آن ممکن است شامل نواحی مغزی باشند که پیش‌تر در مطالعات شخصیت کمتر مورد توجه قرار گرفته‌اند.
سرعت واکنش مغز پیش‌بینی‌کننده مهارت خواندن در کودکان
مطالعه‌ای به رهبری دانشمندان دانشگاه استنفورد یک نشانگر عصبی دقیق را شناسایی کرد که می‌تواند پیش‌نویس توانایی خواندن کودکان را پیش‌بینی کند. با استفاده از الکتروانسفالوگرام برای اندازه‌گیری زمان‌بندی امواج مغزی، تیم پژوهشی دریافت که پردازش سریع‌تر شکل‌های بصری واژه‌ها به‌طور قوی با روانی و درک مطلب بهتر مرتبط است. معیار کلیدی که به «تاخیر قشری» (cortical latency) معروف است، سرعت واکنش مغز به محرک‌های بصری را در مقیاس میلی‌ثانیه‌محور اندازه‌گیری می‌کند.
سرعت این واکنش در انواع مختلف ورودی‌های بصری ثابت ماند؛ چه کلمات واقعی و چه نمادهای بی‌معنا، که نشان می‌دهد این ویژگی ظرفیت پردازشی بنیادی را نشان می‌دهد. کودکانی که زمان‌بندی عصبی آنها سریع‌تر بود، مهارت‌های خواندن تک‌کلمه‌ای مؤثرتری داشتند که به‌طور متقابل درک مطلب را تقویت می‌کند. این روش می‌تواند راهکاری برای پیگیری پیشرفت مهارت‌های خواندن در طول زمان فراهم کند و برای هدایت استراتژی‌های آموزشی یا مداخلات برای خوانندگان مشکل‌دار مفید باشد.
دلفین‌ها پس از مواجهه با شکوفه‌های جلبکی، تغییرات مغزی مرتبط با آلزایمر را نشان می‌دهند
قرار مداوم در معرض شکوفه‌های جلبکی سمی به‌نظر می‌رسد مغز دلفین‌ها را به‌گونه‌ای تغییر می‌دهد که مشابه نشانه‌های اولیه بیماری آلزایمر است. مطالعه‌ای بر دلفین‌های مستقر در سواحل فلوریدا نشان داد که دلفین‌های کشته‌شده در فصل شکوفه‌های جلبکی سطوح بسیار بالاتری از سم جلبکی به نام ۲،۴‑داب (2,4‑DAB) داشتند. این دلفین‌ها همچنین تغییراتی در بیان ژن‌های مرتبط با التهاب مغزی، متابولیسم و پیری نشان دادند و پروتئین‌های آمیلویید و تاو—نمادهای کلیدی آلزایمر—ذکر شدند.
دلفین‌هایی که در طول چندین فصل شکوفه جلبکی زندگی کرده بودند، نشان‌دهندهٔ افزایش تدریجی ژن‌های مرتبط با بیماری بودند که به اثر تجمعی اشاره دارد. از آن‌جا که دلفین‌ها الگوهای پیری مشابه انسان‌ها دارند و در محیطی مشابه جوامع ساحلی زندگی می‌کنند، می‌توانند پنجره‌ای برای درک تأثیر سموم محیطی بر سلامت مغز ارائه دهند. این یافته‌ها پرسش‌های مهمی دربارهٔ چگونگی تأثیر رخدادهای اکولوژیکی مکرر بر اختلالات عصبی در موجودات دریایی و احتمالا در انسان‌ها برمی‌انگیزد.
هفت روز تمرین ذهن‑بدن می‌تواند مغز و زیست‌شناسی را تغییر دهد
در یک مطالعه بر روی یک بازنشستگی غوطه‌ور ذهن‑بدن، پژوهشگران تغییرات قابل‌توجهی در عملکرد مغز و شیمی خون پس از تنها یک هفته مدیتیشن، تفکر هدایت‌شده و مراسم پلاس‌بو (دارونده) بدون مصرف دارو مشاهده کردند. شرکت‌کنندگان فعالیت کمتری در نواحی مغزی مرتبط با تمرکز بر خود و نظارت عاطفی نشان دادند و کارایی کلی شبکه‌های مغزی افزایش یافت. این تغییرات شباهت به الگوهای مشاهده‌شده در مطالعات ترکیب‌های سایکدلیک داشت، اگرچه هیچ‌گونه ماده‌ای مصرف نشده بود.
نمونه‌های خون گرفته‌شده قبل و بعد از بازنشستگی، تغییرات قابل‌توجهی در مولکول‌های مرتبط با التهاب، متابولیسم انرژی، تنظیم استرس و نوروپلاستیکیتی نشان دادند. برای مثال، نشانگرهای سیستم اوپیوئید مغز خود افزایش یافتند که نشان‌دهنده بهبود حالت روحی و تنظیم درد است. اگرچه این مطالعه گروه کنترل نداشت، گستردگی تغییرات نشان می‌دهد که حتی مداخلات کوتاه‌مدت غیر‌دارویی می‌توانند اثرات مشهودی بر مغز و بدن داشته باشند.
سلول‌های مغزی در اسکیزوفرنی کوچکتر و شکل متفاوتی دارند
با استفاده از تصویربرداری سه‌بعدی پیشرفته، پژوهشگران کشف کردند که برخی نورون‌های مغز افراد مبتلا به اسکیزوفرنی به‌صورت فیزیکی کوچکتر و شکل‌های متفاوت‌تری نسبت به افراد سالم دارند. این مطالعه بر نورون‌های پیراستیک در قشر پیشانی‌جهتی (anterior cingulate cortex) متمرکز شد؛ ناحیه‌ای که در شناخت و عاطفه نقش دارد. این سلول‌ها در افراد اسکیزوفرنی هم کوتاه‌تر و هم باریک‌تر بودند و میزان کاهش آنها با شدت توهمات مرتبط بود.
در حالی که مطالعات قبلی کاهش کلی حجم مغز را شناسایی کرده بودند، این پژوهش جدید می‌تواند توضیح سلولی برای این تغییرات ارائه دهد. نتایج از این ایده پشتیبانی می‌کند که اسکیزوفرنی با تغییرات خاص در ساختار مغز مرتبط است که ممکن است به بروز علائم منجر شود. اگرچه بر پایه نمونه‌ای کوچک انجام شده‌است، نتایج پتانسیل توسعه درمان‌هایی را نشان می‌دهد که به‌ویژه بر ویژگی‌های فیزیکی نورون‌ها متمرکز باشند.
قسمت‌های مختلف مغز به‌صورت زمان‌بندی متفاوت به خواب می‌روند
تحقیقات تصویربرداری جدید نشان می‌دهند که خواب یک فرایند یکنواخت در سراسر مغز نیست. در عوض، نواحی مختلف به‌صورت متفاوتی وارد خواب می‌شوند و تغییرات خاصی در مصرف انرژی و جریان خون نشان می‌دهند. در حالی‌که شبکه‌های پیش‌فرض (default mode network) کاهش سریع‌تری در متابولیسم گلوکز نشان می‌دهند، نواحی حسی و حرکتی طولانی‌تر فعال و واکنش‌پذیر می‌مانند.
این انتقال نامتقارن می‌تواند توضیح دهد که چرا افراد حتی در هنگام خواب به محرک‌های مهمی مانند زنگ بیدار شدن یا گریهٔ نوزاد واکنش نشان می‌دهند. همچنین استراتژی‌های مغز برای حفظ انرژی در حالی که سطحی از آگاهی از محیط را حفظ می‌کند، روشن می‌سازد. این مطالعه ترکیبی از ثبت متابولیسم، جریان خون و فعالیت مغزی را به‌کار برد تا نمایی کامل‌تر از هماهنگی سیستم‌های مختلف در طول خواب فراهم کند.
مشغولیت خلاقانه ممکن است به جوان‌ماندن مغز کمک کند
افرادی که به‌طور منظم در فعالیت‌های خلاقانه همچون موسیقی، رقص، نقاشی یا بازی‌های استراتژیک شرکت می‌کنند، به‌نظر می‌رسد مغزشان جوان‌تر به‌نظر می‌رسد، بر پایه یک مطالعهٔ بزرگ در ۱۳ کشور. پژوهشگران با استفاده از «ساعت‌های مغزی» ساخته‌شده از داده‌های EEG و MEG، سن بیولوژیکی مغز را تخمین زدند و دریافتند که متخصصان خلاق، الگوهای مغزی دارند که پنج تا هفت سال جوان‌تر از انتظار به‌نظر می‌رسند.
این اثر در انواع مختلف خلاقیت ثابت بود و در افراد با تجربهٔ طولانی‌مدت قوی‌تر شد. حتی آموزش کوتاه‌مدت در یک بازی استراتژیک منجر به کاهش خفیف در سن مغز شد. این نتایج نشان می‌دهد که خلاقیت می‌تواند شبکه‌های مغزی آسیب‌پذیر در برابر پیری را با بهبود کارایی و اتصال تقویت کند. اگرچه پژوهش نمی‌تواند رابطهٔ علّی را تأیید کند، اما فرضیهٔ خلاقیت به‌عنوان یک عامل مهم سبک زندگی در سلامت مغز را تقویت می‌کند.
مغز واقعیت را از پیش‌بینی‌های متعدد می‌سازد
یک مطالعهٔ جدید روش‌هایی را برای درک نحوهٔ ساخت حس پیوستهٔ واقعیت توسط مغز روشن می‌کند. پژوهشگران دریافتند که نواحی متفاوتی از قشر پیشانی‌فرونتال بر پیش‌بینی جنبه‌های خاصی از جهان تمرکز دارند: زمینهٔ کلی، دیدگاه دیگران و احتمالات اقدامات آینده. این جریان‌های پیش‌بینی جداگانه سپس در یک ناحیهٔ مرکزی به نام پری‌کونوس ترکیب می‌شوند که به‌نظر می‌رسد تجربهٔ یکپارچه‌ای را از مدل‌های ذهنی پاره‌پاره ایجاد می‌کند.
این ادغام زمانی بیشترین فعال‌سازی را نشان داد که بینندگان فیلمی مهیج با اوج‌های احساسی مواجه می‌شدند، که نشان می‌دهد مشارکت ذهنی زمانی رخ می‌دهد که پیش‌بینی‌ها منسجم و همخوان می‌شوند. افرادی که مغزشان ادغام قوی‌تری نشان می‌داد، تجربهٔ تماشاگری مشابه‌تری داشتند. این نتایج از این ایده حمایت می‌کند که آگاهی نه تنها توسط ورودی‌های حسی شکل می‌گیرد، بلکه توسط پیش‌بینی‌های داخلی مستمر که به‌صورت یک جریان تجربهٔ یکپارچه ترکیب می‌شوند، شکل می‌گیرد.