امواج مغزی چگونه تولید می شوند؟

طبق تائید مرکز ملی فناوری‌های زیستی، مغز ماشینی متفکر است که قادر به پردازش اطلاعات پیچیده می‌باشد و در این فرایند از سیگنال‌های شیمیایی و الکتریکی بهره می‌برد تا اطلاعات را ارسال و دریافت نماید.

عصب شناسان و پزشکان طبق معاینات مدیدی دریافتند که با قرار دادن الکترود بر روی جمجه‌ی افراد می‌توان فعالیت‌های الکتریکی درون مغز را مشاهده نمود.

برای سالهای متمادی دانشمندان تصور می‌کردند این امواج فقط از عوارض جانبی فعالیت‌های مغزی ناشی می‌شوند. اما تحقیقات اخیر حاکی از آن است که این امواج نقشی کلیدی در یادگیری ایفا می‌کنند.

امواج مغزی چگونه پدید می‌آیند؟

نورون‌ها از خواص شیمیایی و الکتریکی برای ارسال اطلاعات استفاده می‌کنند. عملکرد نورون‌های تقریبا مشابهه عملکرد سیم است که سیگنال‌ها را با جریان الکتریکی منتقل می‌کنند.

در صورتی که لزوم ارسال آن سیگنال‌ از یک نورون به نورونی دیگر احساس شود، نورون سیگنالی شیمیایی از خود ساطع کرده و آن پیغام را ارسال می‌دارد. گرچه این روش برای انتقال اطلاعات ناکارآمد به نظر می‌رسد، اما استفاده از دو نوع سیگنال به نورون‌ها اجازه می‌دهد تا طیف گسترده‌ای از پیغام‌ها که البته به کارایی خواص شیمیایی آن وابسته است، را ارسال نماید.

ساطع شدن برخی خواص شیمیایی منجر به فعالیت بعضی از نورون‌ها می‌گردند، در حالی که برخی دیگر عدم برانگیختگی نورون‌ها را در بر دارند.

سیگنال‌های الکتریکی نورون‌ها بسیار کوچکند و به آسانی قادر به دریافت و به کارگیری حسگرهای خارج از مغز نیستند. تنها هنگامی که تعداد زیادی از نورون‌ها با یکدیگر همکاری نمایند و در الگوی مشابهی اقدام به ارسال سیگنال‌های الکتریکی نمایند، این سیگنال‌ها به امواج ضربانی قوی بدل می‌شوند و از سوی الکترودهای جمجمه دریافت می‌شوند.

مشاهده‌ی هر موج، بازتاب فعالیت همزمان گروهی از نورون‌ها با یکدیگر است، درست همانند آنچه در بازی‌های ورزشی هنگامی که افراد به صورت هماهنگ می‌ایستند و می‌نشینند.

چگونه امواج مغزی بر دیگر بخش‌های مغز تاثیر می‌گذارد؟

فعالیت‌های محققان با این تصور آغاز شد که امواج مغزی باید چیزی فراتر از فعالیت‌های پس‌زمینه باشد، در همین حین محققان دیگر دریافتند که الگوهای خاص امواج، نورون‌ها را تشویق به شکل‌دهی روابط جدیدی می‌کند.

همچنین تحقیقات دیگری که بر روی موش‌ها انجام شد حاکی از آن بود که نقاط خاصی از مغز در طی فعالیت‌های خاصی به همگامی با یکدیگر گرایش دارند. آنچه تیم تحقیقاتی را متحیر نمود این بود که آیا رمزی این امواج مغزی را احاطه نموده یا خیر.

اقدامات محققان چه بود؟

تحقیقات پیشین بر روی امواج مغزی بر روی موش‌ها صورت پذیرفته بود، اما ساختار مغزی موش‌ها بسیار متفاوت از ساختار مغز انسان است. این تحقیقات بر مغز میمون‌ها که ساختار مغزیشان شباهت بیشتری به انسان دارد، صورت پذیرفت.

آنها دو نقطه از مغز که در حافظه و یادگیری دخیل هستند را بررسی نمودند: هیپوکامپ منطقه‌ای در مغز که در شکل‌گیری خاطرات جدید دخیل است؛ و کورتکس پیشانی، که مسؤلیت “تفکر” در یادگیری بر عهده‌ی آن است. مطالعات پیشین نشان دادند که این دو نقطه از مغز با یکدیگر همگام هستند.

دستاوردهای محققان چه بود؟

تیم تحقیقاتی به بررسی امواج مغزی میمون‌ها در فرایند یادگیری مهارت‌های جدید پرداختند. آنها مشاهده نمودند که دو موج ظاهر شدند: الگویی که به سرعت در حال تکرار بود که “امواج بتا” نامیده می‌شد و الگوی کندتر امواج، که “امواج تتا” خوانده می‌شد.

امواج بتا با توقف فعالیت‌ نورون‌ها مرتبط بودند، در حالی که امواج تتا به نورون‌ها در شکل‌گیری روابط جدید یاری می‌رسانند که در یادگیری نقش مهمی دارند.

عملکرد این امواج به نوع یادگیری وابسته است. اگر میمون‌ها اشتباهی مرتکب می‌شدند، هیپوکامپ ضربه زدن به الگوی بتا را آغاز می‌کرد. در صورتی که کار میمون صحیح بود، هیپوکامپ ضربه زدن به الگوی تتا را شروع می‌نمود. کورتکس پیشانی نیز به پیروی از هیپوکامپ، الگوی یکسانی را در ضربه زدن آغاز می‌نمود.

طبق نظر محققان، این امواج همگام احتمالا به هیپوکامپ کمک می‌کند تا با کورتکس پیشانی مرتبط باشند. چنانچه هیپوکامپ ناظر بر ارتکاب اشتباهی باشد، به کورتکس پیشانی سیگنال‌های مبنی بر “آن را به خاطر نسپار” مخابره می‌کند. اما چنانچه کاری صحیح را مشاهده نماید به کورتکس پیشانی می‌گوید تا این خاطره را در جایی امن ذخیره نماید.

اهمیت آن برای من چیست؟

محققان تصور می‌کنند که با استفاده از این اطلاعات می‌توان نحوه‌ی یادگیری افراد را بهبود بخشید. شاید در آینده‌ای نزدیک بتوان با بهره‌گیری از محرک‌های الکتریکی غیر تهاجمی امواج بتا و تتا را تحریک نمود تا در صورت انجام اقدامات درست و غلط سیگنال‌های آشکاری به مغز مخابره نماید. این امر به مغز شما کمک می‌کند تا سریع‌تر آنچه مستلزم تکرار در آینده و آنچه باید به دست فراموشی سپرده شود را در خود جای دهد.