Differences in interactions between brain regions across personality types while learning in zebrafish (Danio rerio)
على الرغم من أن نشاط مناطق الدماغ الفردية ومستويات الناقلات العصبية لم تختلف بين أسماك الزيبرا الجريئة والخجولة أثناء التعلم، إلا أن الدراسة تكشف أن أنماط الاتصال الوظيفي المتميزة بين نظائر المناطق الشمية والحصينية من المرجح أن تكون هي الكامنة وراء الاختلافات الملحوظة في سرعات تعلم المكافأة عبر أنواع الشخصيات.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
يجب على كل كائن حي أن يتعلم كيفية البقاء على قيد الحياة. يحتاج الحيوان إلى معرفة الأماكن التي توفر الغذاء وتلك التي تخفي الخطر، ويجب عليه أن يتذكر هذه الدروس ليبقى حياً. ومع ذلك، لا تتعلم جميع الحيوانات بنفس السرعة؛ فبعضها جريء، يندفع لاستكشاف الأشياء الجديدة ويكتشف بسرعة كيفية الحصول على مكافأة، بينما البعض الآخر خجول، يميل إلى تجنب كل ما هو غير مألوف ويستغرق وقتاً أطول لإجراء نفس الربط. لطالما عرف العلماء أن هذه الاختلافات في الشخصية موجودة، لكنهم واجهوا صعوبة في فهم ما يحدث داخل الدماغ للتسبب في ذلك. فهل الفرق مجرد مسألة تتعلق بكمية وجود رسول كيميائي محدد، أم أنه شيء أكثر تعقيداً، مثل الطريقة التي تتواصل بها أجزاء الدماغ المختلفة مع بعضها البعض؟
وضع فريق من الباحثين هدفهم للإجابة على هذا السؤال من خلال دراسة أسماك الزيبرا، وهي أسماك مياه عذبة صغيرة تُستخدم غالباً لفهم كيفية عمل الأدمغة. لقد عملوا مع مجموعتين متمايزتين من الأسماك تم استزراعهما عبر أجيال عديدة لتكون إما جريئة باستمرار أو خجولة باستمرار. كانت الأسماك الجريئة مستكشفة ومتحمسة، بينما كانت الأسماك الخجولة حذرة وسهلة التوتر. وضع العلماء هذه الأسماك في مهمة تعلم حيث كان عليها ربط نمط معين من الضوء بوجبة شهية من رتائل البحر (البرين شريمب). ومن خلال مراقبة الوقت الذي تستغرقه كل سمكة لتعلم أن الضوء يعني الطعام، استطاع الباحثون قياس سرعة التعلم لديهم. ولمعرفة ما يحدث داخل أدمغة الأسماك خلال هذه العملية، فحص العلماء أنسجة السمكة في مرحلتين مختلفتين: بعد ثلاثة أيام من التدريب وبعد سبعة أيام. وقد بحثوا عن علامات لنشاط الدماغ العام، بالإضافة إلى نشاط نظامين كيميائيين رئيسيين: الدوبامين، المرتبط غالباً بالمكافأة والتحفيز، والسيروتونين، المرتبط بالمزاج والتوتر.
توقع الباحثون أن يجدوا مستويات مختلفة من هذه المواد الكيميائية لدى الأسماك الخجولة مقارنة بالأسماك الجريئة، ربما بوجود المزيد من السيروتونين أو أقل من الدوبامين، مما قد يفسر سبب تعلمها بشكل أبطأ. قاموا بعدّ عدد الخلايا النشطة التي تنتج هذه المواد في اثني عشر منطقة مختلفة من الدماغ. ومع ذلك، لم تدعم النتائج هذه الفكرة؛ إذ لم تجد الدراسة فرقاً واضحاً في كمية خلايا الدوبامين أو السيروتونين النشطة التي يمكن أن تفسر سبب تعلم الأسماك الجريعة بشكل أسرع. بدا النشاط الكيميائي في مناطق الدماغ الفردية متشابهاً جداً بين نوعي الشخصية، بغض النظر عما إذا كانت الأسماك في حالة تعلم أو مجرد راحة. وهذا يشير إلى أن سرعة التعلم لا تنتج ببساطة عن امتلاك المزيد أو الأقل من هذه المواد الكيميائية المحددة في مكان واحد.
بدلاً من ذلك، بدا أن الإجابة تكمن في كيفية اتصال أجزاء الدماغ المختلفة ببعضها البعض. استخدم الباحثون طريقة لرسم خرائط العلاقات بين مناطق الدماغ، ومراقبة كيفية تأثير نشاط منطقة ما على منطقة أخرى. واكتشفوا اختلافاً صارخاً في شبكة الروابط بين الأسماك الجريئة والخجولة بعد أن تعلمت لمدة سبعة أيام. ففي الأسماك الجريئة، كان هناك ارتباط إيجابي قوي بين المنطقة المسؤولة عن معالجة الروائح والمنطقة المسؤولة عن الذاكرة والوعي المكاني. وهذا يعني أنه عندما تعلمت الأسماك الجريئة، عمل هذان الجزءان من الدماغ معاً بطريقة منسقة. أما في الأسماك الخجولة، فقد كان الارتباط بين نفس هاتين المنطقتين سلبياً، مما يشير إلى أنهما كانتا تعملان ضد بعضهما البعض أو بطريقة غير متصلة.
تشير هذه النتيجة إلى تفسير أكثر دقة للاختلاف في التعلم. لا تكمن المشكلة في أن الأسماك الخجولة تمتلك دماغاً "معطلاً" كيميائياً أو يفتقر إلى إشارات المكافأة، بل يبدو أن أدمغتها تعالج قيمة المكافأة بشكل مختلف. فبينما تبدو الأسماك الجريئة قادرة على دمج رائحة الطعام مع الذاكرة حول مكان العثور عليه في تدفق سلس ومتعاون، فإن الأسماك الخجولة -ربما بسبب توترها أو حذرها المتزايد- يبدو أن لديها انقطاعاً في هذا المسار، مما يجعل من الصعب عليها ربط المكافة بالموقع بسرعة. تشير الدراسة إلى أن الشخصية تشكل التعلم ليس عن طريق تغيير كمية "الوقود الكيميائي" في المحرك، بل عن طريق تغيير الطريقة التي تتشابك بها "التروس" معاً. وبينما قد تتعلم الأسماك الجريئة والخجولة الدرس نفسه في النهاية، فإن الأسماك الجريئة تفعل ذلك من خلال الحفاظ على تناغم مناطق أدمغتها، بينما تخوض الأسماك الخجولة المهمة نفسها بنمط تواصل مختلف وأقل كفاءة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.