فن حاسة الشم: الدماغ يعالج الروائح كما يعالج لوحة فنية
فن حاسة الشم: تشير الأبحاث إلى أن الدماغ يعالج الروائح كما يعالج لوحة فنية أو مقطوعة سمفونية
4 أبريل 2022
المترجم: عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم 97 لسنة 2022
The art of smell: Research suggests the brain processes smell both like a painting and a symphony
April 4,2022
ماذا يحدث عندما نشم وردة؟ كيف يعالج دماغنا روائحها العطرية؟ هل يعالجها كما يعالج لوحة فنية - لقطة من نشاط خلايا وامضة - التقطت في لحظة من اللحظات؟ أو هل يعالجها كما يعالج مقطوعة سيمفونية، مجموعة ناشئة / متطورة من خلايا مختلفة تعمل معًا لالتقاط «لشم» الروائح؟ بحث جديد يقترح أن دماغنا يقوم بالأمرين معًا.
”تكشف هذه النتائج عن مبدأ أساسي للجهاز العصبي، وهو المرونة في أنواع العمليات الحسابية التي يقوم بها الدماغ لتمثيل جوانب من العالم الحسي،“ قال كريشنان بادمانابان Krishnan Padmanabhan، أستاذ مشارك في علم الأعصاب وكبير مؤلفي الدراسة التي نشرت مؤخرًا في مجلة تقارير الخلية[1] . ”دراستنا تزود الباحثين بأدوات جديدة لمعرفة مقدار أنماط نشاط الدماغ. كميًا وتفسيرها“
طور الباحثون نموذجًا لمحاكاة طريقة عمل الجهاز الشمي الأولي[2] - وهو الشبكة التي يعتمد عليها الدماغ في الشم. باستخدام المحاكاة الحاسوبية، وجد الباحثون مجموعة معينة من التوصيلات، تسمى الألياف النابذة[3] centrifugal fibersوالتي تنقل النبضات من أجزاء أخرى من الجهاز العصبي المركزي إلى المناطق الحسية الأولية في الدماغ[4] [5] [6] [7] [8] [9] ، لعبت دورًا مهمًا. الألياف النابذة هذه تعمل كمفتاح، يبدل بين الاستراتيجيات / الحالات المختلفة «أي ينتقل من استراتجية / حالة إلى أخرى» لتمثيل الروائح بكفاءة. عندما كانت الألياف النابذة في إحدى الحالات، الخلايا في القشرة الكمثرية[10] [11] - حيث يتشكل الاحساس بالرائحة - اعتمدت على نمط النشاط خلال لحظة معينة من اللحظات. عندما كانت الألياف النابذة في الحالة الأخرى، الخلايا في القشرة الكمثرية حسّنت كلًا من الدقة والسرعة التي تحس بها الخلايا بالرائحة وتصنفها وذلك بالإعتماد على أنماط نشاط الدماغ المتتابع زمانيًا.
تفيد هذه العمليات بأن لدى الدماغ استجابات متعددة لتمثيل الرائحة. في إحدى الإستراتيجيات، يستخدم الدماغ حالة من الحالات في لحظة معينة، كما يستخدم لوحة فنية أو صورة، لالتقاط الخصائص الأساسية للرائحة. وفي الإستراتيجية الأخرى، يتتبع الدماغ الأنماط الناشئة بمرور الزمن. الدماغ متنبه إلى أي الخلايا نشطة وأيها خاملة ومتى يحدث ذلك - كمقطوعة سيمفونية.
تسلط النماذج الرياضية التي طورها الباحثون الضوء على خاصية الجهاز العصبي البالغة الأهمية - ليس فقط من جهة تنوعها من حيث المكونات التي يتكون منها الدماغ ولكن أيضًا على كيف تعمل هذه المكونات معًا لمساعدة الدماغ على الإحساس بعالم الروائح. ”تكشف هذه النماذج الرياضية عن جوانب بالغة الأهمية لكيف يعمل جهاز حاسة الشم في الدماغ وقد تساعد في بناء أنظمة حوسبية اصطناعية مستوحاة من الدماغ.“ ”الأساليب الحوسبية المستوحاة من دارات الدماغ مثل هذه لديها القدرة على تحسين سلامة السيارات ذاتية القيادة، أو مساعدة خوارزميات الرؤية الكمبيوترية[12] في تشخيص وتصنيف الأشياء الموجودة في صورة من الصور بدقة أكبر، كما قال بادمانابان.“
