وجود نقشه حرکتی پا در مغز هنرمندانی که از پایشان برای نقاشی کردن استفاده می‌کنند!

هنرمندانی که از پایشان برای نقاشی کردن استفاده می‌کنند، نقشه حرکتی پا را در مغز دارند!

نویسنده: پریسا ایلون

اخیرا مطالعه‌ای روی هنرمندانی انجام شده که با انگشت پایشان نقاشی می‌کنند و نتایج نشان می‌دهد این افراد نقشه حرکتی انگشت پا را به شکل بسیار منظمی در مغز خود دارند. در این نقشه حرکتی هر انگشت پا با ناحیه‌ای مجزا از مغز که در fMRI مشاهده شده است مرتبط است. هرچند انسان‌ها دارای نقشه حرکتی  بسیار دقیق دست هستند، این اولین بار است که نقشه پا مشابه آن در انسان مشاهده شده است. این یافته که در 10 سپتامبر در ژورنال Cell Reports چاپ شد، این سوال را در ذهن ایجاد می‌کند که چطور از اندام‌هایی که ما هر روز استفاده می‌کنیم در مغز نقشه حرکتی تشکیل می‌گیرند.

دانشمندان آزمایشگاه پلاستیسیتی دکتر Tamar Makin، در موسسه علوم اعصاب شناختی دانشگاه کالج لندن، بر روی افرادی مطالعه می‌کنند که قطع اندام شده‌اند یا کسانی که به طور مادرزادی فاقد اندام بوده‌اند، موزیسین‌های بدون اندام و شرکت‌کنندگان در المپیاد جهانی رباتیک اعضا مصنوعی. هدف آن‌ها در مطالعاتشان بررسی نحوه تطابق یافتن مغز با شرایط نبود اندام و یا تغییر فعالیت اندام بدن است.

هرچند بیشتر دانشمندان روی افرادی مطالعه می‌کنند که فاقد دست هستند اما این مطالعه به منظور کشف رمز و رازهای نقشه حرکتی پا در مغز، روی هنرمندانی انجام شد که به دلیل نداشتن دست از ابتدای تولد با پایشان نقاشی می‌کنند. هنرمندان Tom Yendell و Peter Longstaff، دو نفر از سه نفر هنرمند انگلستانی هستند که بدون اندام فوقانی متولد شده‌اند و از پاها برای انجام بیشتر فعالیت‌های روزمره خود استفاده می‌کنند. به همین دلیل آن‌ها مهارت بالایی در استفاده از پایشان دارند.

Harriett Dempsey-Jones نویسنده اول مقاله می‌گوید:

ما علاقه‌مندیم ناحیه‌ای از مغز به نام قشر حسی حرکتی را مطالعه کنیم زیرا سازماندهی فوق‌العاده‌ای دارد. در این قشر از مغز هر قسمت از بدن در یک سازماندهی منظم قرار گرفته است که تخمین خوبی از نحوه شکل گیری نقشه بدن انسان سالم است. مطالعات اخیر و امکانات تصویر برداری با وضوح بالا fMRI نشان می‌دهد نقشه واقعی مغز از نقاط مختلف بدن متفاوت از چیزی است که قبلا فکر می‌کردیم.

دانشمندان پیش از این می‌دانستند که انسان بر خلاف سایر نخستیان نقشه حرکتی انگشتان پا را در مغز ندارد. به همین دلیل آن‌ها در یک مطالعه fMRI این دو هنرمند و نه نفر داوطلب مرد با اندام سالم را بررسی کردند.

درحالی که داوطلبان با اندام سالم در دستگاه fMRI بودند دانشمندان یک انگشت پا را لمس می‌کردند و همزمان مشاهده می‌کردند که کدام ناحیه از مغز فعال می‌شود. همانطور که پیش بینی می‌شد انگشتان دست دارای نقاط فعالیت در مغز هستند که نقطه به نقطه کنار هم قرار گرفته اند.  اما هنگامی که با یک روش مشابه انگشتان پای افراد دارای دست سالم را مطالعه کردند نقشه مشخصی را مشاهده نکردند. Dempsey-Jones: به نظر می‌رسد علی رغم اینکه ما روی پا واحدهای مجزا داریم اما وقتی آن‌ها را تحریک می‌کردیم الگو منظمی نمی‌دیدم. اما برعکس هنرمندان هر دو دارای نواحی مشخصی برای هر کدام از پاها بودند. آن‌ها نقشه حرکتی پا دارند و محل قرار گرفتن این نقشه و نحوه جهت گیری آن در مغز مشابه نخستیان دیگر است.

Daan Wesselink می‌گوید:

” مطالعه‌ی بامزه‌ای بود اما مفهوم بزرگتری دارد. مهم نیست پا باشد یا دست، چیزی که دیدیم ناحیه‌ای بود که تصور می‌شد سازماندهی نشده است و دیدیم برعکس سازماندهی شده است و این سوالات متعددی را در مورد اصول سازماندهی کل بدن ایجاد می‌کند.

این مطالعه سوالات بی پاسخ بسیاری را در مورد پلاستیسیتی مغز مطرح می‌کند و اینکه چرا این افراد که مهارت حرکتی بالایی در پا دارند نقشه حرکتی آن را در مغز دارند درحالی که سایر افراد چنین نقشه‌ای ندارند. ممکن است همه نخستی‌ها با نقشه حرکتی پا متولد شده باشند اما بعد در انسان این نقشه از بین برود زیرا ما از انگشتان پا استفاده نمی‌کنیم و یا به این دلیل که ما همیشه پاها را در کفش بسته‌ایم. شاید هم انسان‌ها بدون نقشه پا متولد می‌شوند اما اگر با مهارت از پای خود استفاده کنند نقشه بوجود می‌آید.

Wesselink:

می‌دانیم که ابتدای تولد زمان بسیار حساسی برای پلاستیسیتی است. وقتی که مغز قادر به تغییر یافتن است. می‌توان اینطور توضیح داد که این هنرمندان در کودکی که اوج زمان پلاستیسیتی مغز است مشغول به یادگیری حرکت پا بوده‌اند. می‌دانیم مغز فرد بالغ ساختار شکل گرفته‌ای دارد و وقتی این طور باشد دیگر نمی‌توان تغییر بزرگی در مغز ایجاد کرد.

دانشمندان تاکید کردند که این هنرمندان از ابتدا بدون دست به دنیا آمده بودند.

Wesselink :

و ممکن است آن‌ها طی رشد، روند کاملا متفاوتی از پلاستیسیتی مغز را تجربه کرده باشند. ممکن است یک سری جنبه های مربوط به تغییرات مغز وجود داشته باشد که در آن‌ها به دلیل نداشتن اندام فوقانی به شدت تغییر کرده باشد.

در آینده این تیم از دانش به دست آمده برای پیوند دادن یک تکنولوژی مصنوعی مشابه بازوی رباتیک و نقشه حرکتی مغز استفاده خواهد کرد.

Dempsey-Jones:

چه دست باشد چه پا، یا هر قسمت دیگر از بدن، می‌خواهیم بدانیم چطور بدن با تغییرات مختلف کنار می‌آید. نقشه برداری فعالیت دست و پا در جایی از مغز که یا می‌گیرد چطور هر واحد از عضو مصنوعی را کنترل کنیم می‌تواند کمک کند تکنولوژی واسط مغز- ماشین را ارتقا دهیم.

منبع