Functional dissociation of place and spatial view codes in primate hippocampus
تُظهر هذه الدراسة أن الحصين لدى الرئيسيات يحتوي على مجموعات متميزة ومتزامنة من خلايا الموقع، وخلايا الرؤية، والخلايا الاقترانية، مما يحل الجدل حول الاختلافات بين الأنواع من خلال إظهار وجود رموز مكانية قوية شبيهة بتلك الموجودة لدى القوارض في الرئيسيات، ولكن تم التغاضي عنها سابقاً بسبب عوامل منهجية وتتعلق بالمهام.
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
تخيل أن دماغك هو نظام تحديد مواقع (GPS) فائق التطور، لكنه بدلاً من مجرد إخبارك بـ "أنت هنا"، يحاول اكتشاف ماذا تنظر إليه بالضبط بينما أنت هناك. لعقود من الزمن، كان العلماء يتجادلون حول كيفية عمل نظام الـ GPS هذا في الحيوانات المختلفة. في الفئران، يبدو أن النظام يتمحور حول "المكان". إذا مشى فأر إلى بقعة معينة في متاهة، تضيء مجموعة صغيرة من خلايا الدماغ مثل مصباح شارع، قائلة: "نحن عند زاوية شارعي 'مين' و'إلم'!" هذه هي "خلية المكان" الشهيرة. ولكن عندما نظر العلماء إلى القردة والبشر، بدت القصة مختلفة. ولأن الرئيسيات تمتلك عيوناً مذهلة وتحب النظر حولها، اعتقد العديد من الباحثين أن نظام الـ GPS في أدمغتنا كان في الواقع "خلية رؤية". في هذا التصور، لا يهتم دماغك بمكان وجود قدميك؛ بل يهتم فقط بما تراه عيناك. إذا وقفت ونظرت إلى شجرة، فإن نفس الخلايا ستعمل كما لو كنت تسير نحوها. وقد خلق هذا جدلاً كبيراً: هل تستخدم الفئرة والقردة خرائط مختلفة تماماً، أم أن دماغ القرد يخفي إشارات "المكان" خلف كل ذلك النظر حوله؟
هذه الورقة البحثية تشبه قصة بوليسية تحل اللغز أخيراً عبر بناء كاميرا أفضل للدماغ. أراد الباحثون، بقيادة إينا لي وجون-يول لي، معرفة ما إذا كانت القردة تمتلك بالفعل تلك "خلايا المكان" الكلاسيكية أم أنها مجرد "خلايا رؤية" متنكرة. وللقيام بذلك، لم يكتفوا بمراقبة القردة وهي تمشي؛ بل وضعوا قردتين من نوع المكاك في لعبة واقع افتراضي. جلست القردتان على كرسي، وثبتتا رأسيهما، واستخدمتا عصا تحكم للاندفاع في مسار مستقيم طويل في عالمين مختلفين تماماً: غابة كثيفة ومدينة مزدحمة. وعلى طول الطريق، كان عليهما التوقف واختيار الكائن الصحيح للحصول على مكافأة مائية، مما أجبرهما على الانتباه الشديد لما يحيط بهما. سجل العلماء الشرارات الكهربائية من خلايا دماغية فردية في الحصين (مركز الذاكرة والملاحة في الدماغ) بينما كانوا يتتبعون في الوقت نفسه أين تنظر عيون القردة بالضبط.
إليك المفاجأة: استخدم العلماء خدعة رياضية متطورة (نموذج خطي معمّم) لفصل إشارة "أين أنا" عن إشارة "ما أراه". قبل ذلك، كان من الصعب التمييز بينهما لأنك عندما تسير في مسار ما، فإن موقعك ورؤيتك يتغيران عادةً معاً. ولكن من خلال فك الارتباط بينهما رياضياً، وجدوا شيئاً مفاجئاً. دماغ القرد ليس مجرد شيء واحد أو الآخر؛ إنه مدينة صاخبة بها ثلاثة أنواع مختلفة من الأحياء.
أولاً، وجدوا خلايا الموقع (Position Cells). هذه هي "خلايا المكان" الكلاسيكية التي نعرفها من الفئران. حوالي 42% من الخلايا العصبية التي درسوها عملت كخلايا مكان. كانت تعمل عندما يكون القرد في بقعة محددة على المسار، بغض النظر عما ينظر إليه القرد. كانت هذه الخلايا مستقرة، مما يعني أنها تعمل في نفس المكان في كل مرة يركض فيها القرد المسار. كما أظهرت "إعادة رسم الخرائط" (remapping)، وهو ما يشبه تغيير أسماء شوارع الحي عند انتقال القرد من الغابة إلى المدينة. إذا كانت خلية ما تعمل عند "بداية المسار" في الغابة، فقد تعمل عند "نهاية المسار" في المدينة. وهذا يثبت أن دماغ القرد لديه خريطة صلبة قائمة على الموقع، تماماً مثل الفأر.
ثانياً، وجدوا خلايا الرؤية (View Cells). شكلت هذه الخلايا حوالي 50% من الخلايا العصبية. لم تهتم هذه الخلايا بمكان وجود جسم القرد؛ بل كانت تعمل فقط عندما تنظر عينا القرد إلى جزء معين من العالم الافتراضي. إذا نظر القرد إلى شجرة على اليسار، تضيء هذه الخلايا، حتى لو كان القرد واقفاً في منتصف المسار. كانت هذه الخلايا بارعة في رسم خرائط العالم المرئي، مما خلق صورة مستقرة لما يراه القرد.
ثالثاً، ولعل الأمر الأكثر إثارة للاهتمام، وجدوا الخلايا المزدوجة (Conjunctive Cells). كانت هذه هي "متعددة المهام"، حيث شكلت 25% من الخلايا العصبية. كانت هذه الخلايا هجينة، حيث تعمل فقط عندما يكون القرد في مكان محدد و ينظر إلى رؤية محددة. لقد دمجت "أين" و"ماذا" في إشارة واحدة معقدة.
تشير الورقة إلى أنه لفترة طويلة، فات العلماء رؤية "خلايا المكان" في القردة لأنهم لم يبحثوا بجدية كافية لفصل "أين" عن "ماذا". لم يكن الأمر أن القردة لا تملك خلايا مكان؛ بل إن المهمة والبيئة في الدراسات السابقة ربما جعلت إشارة "الرؤية" عالية جداً لدرجة أنها طغت على إشارة "المكان". من خلال استخدام لعبة واقع افتراضي غنية ومفصلة ونموذج رياضي يمكنه عزل الإشارتين، أظهر الباحثون أن حصين الرئيسيات هو في الواقع نظام هجين. فهو يحتفظ بخريطة قوية لمكان وجودك، وصورة واضحة لما تراه، ومجموعة خاصة من الخلايا التي تجمع بين كليهما. لذا، في المرة القادمة التي تسير فيها في شارع وتتعرف على مبنى، فإن دماغك يفعل الأمرين معاً: فهو يعرف بالضبط أين تقف قدماك، ويعرف أيضاً بالضبط ما تراه عيناك، في آن واحد. الجدل ليس حول أيهما صحيح؛ بل حول كيفية استخدام الدماغ لكليهما للتنقل في عالمنا المعقد.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.