پژوهشی که به تازگی از دانشگاه UCLA، در مجله معتبر Nature Communications منتشرشده، به ناحیهای از مغز میپردازد که این تعادل را تنظیم میکند. محققان در این مطالعه، گروهی از سلولهای عصبی را در قشر اوربیتوفرانتال (Orbitofrontal Cortex) شناسایی کردهاند که هنگام مواجهه با عدم قطعیت فعالتر میشوند. این سلولها که «نورونهای عدمقطعیت» (Uncertainty Neurons) نام گرفتهاند، به مغز کمک میکنند در شرایط متغیر محیطی، تصمیمهای سازگارانهتری بگیرد و الگوهای جدید یادگیری را شکل دهد.
کشف نورونهایی که به «عدم قطعیت» واکنش نشان میدهند:
یافتههای پژوهشهای جدیدی از دانشگاه UCLA نشان میدهد که برخی از نورونهای مغزی بهطور اختصاصی برای پردازش عدم قطعیت فعال میشوند.
دکتر آلیشیا ایسکیردو (Alicia Izquierdo)، استاد علوم اعصاب رفتاری و نویسندهی ارشد این پژوهش میگوید:
«اگر از پیش بدانیم چه اتفاقی میافتد، دیگر نیازی به یادگیری و انطباق رفتاری نداریم. اما زندگی معمولاً چنین نیست. ما سلولهایی را در قشر اوربیتوفرانتال یافتهایم که برای عدم قطعیت آمادهاند و احتمالاً برای یادگیری ضروریاند.»
این سلولها در بخش جلویی مغز، درست بالای چشمها قرار دارند؛ ناحیهای که در انسان و موش مشابه است. قشر اوربیتوفرانتال در پردازش احساسات، بوها، مزهها و پاداشهای رفتاری نقش دارد، اما بهویژه در شرایطی فعالتر میشود که نتیجهی رفتار، نامعلوم است.
طراحی آزمایش: از قطعیت تا عدم قطعیت
تیم تحقیقاتی به سرپرستی خوان لوئیس رومرو-سوسا (Juan Luis Romero-Sosa)، دانشجوی دکتری دانشگاه UCLA، از فناوری پیشرفتهی تصویربرداری مبتنی بر کلسیم فلورسانس برای رصد فعالیت نورونهای منفرد در مغز موشها استفاده کرد. در این آزمایش، موشها باید برای دریافت پاداش غذایی، نقاط مشخصی را روی صفحهی لمسی، لمس میکردند.
در ابتدا هر پاسخ با پاداش همراه بود، اما در ادامه شرایط پیچیدهتر شد. پژوهشگران بهتدریج احتمال دریافت پاداش را تغییر دادند؛ مثلاً در یک مرحله ۷۰٪ از انتخابها پاداش داشتند و ۳۰٪ بدون پاداش بودند. این تغییرات باعث میشد محیط یادگیری نامطمئنتر و متغیرتر شود و موشها مجبور شوند بهطور مداوم الگوهای جدید را کشف و تطبیق دهند.
در حین انجام این وظایف، پژوهشگران با استفاده از میکروسکوپ نوری کوچک تعبیهشده روی جمجمهی موش، فعالیت نورونها را بهصورت زنده ثبت کردند. آنها مشاهده کردند که در شرایط نامطمئن، گروه خاصی از سلولها در قشر اوربیتوفرانتال بهشدت فعال میشوند.
خاموش کردن نورونها و پیامد آن
برای بررسی عملکرد این نورونها، پژوهشگران با استفاده از یک ویروس مهندسیشده و دارویی خاص، توانستند فعالیت آنها را بهطور انتخابی غیرفعال کنند. نتیجه روشن بود: وقتی این سلولها خاموش شدند، عملکرد یادگیری موشها افت کرد.
موشها دیگر نمیتوانستند بهخوبی تشخیص دهند کدام گزینه احتمال پاداش بیشتری دارد، و الگوهای رفتاریشان کمتر سازگار بود. بهبیان دیگر، آنها توانایی خود را برای بهروزرسانی تصمیمهایشان بر اساس تجربهی گذشته از دست دادند.
رومرو-سوسا توضیح میدهد:
«وقتی نورونهای قشر اوربیتوفرانتال را غیرفعال کردیم، موشها دیگر از راهبردهای رفتاری تطبیقی استفاده نکردند. یعنی اگر در یک مرحله انتخابشان پاداش میگرفت، لزوماً آن انتخاب را تکرار نمیکردند. این نشان میدهد که این سلولها در حفظ و بهروزرسانی ارزش گزینهها نقش حیاتی دارند.»
تعادل میان دقت و انعطافپذیری
نتایج این پژوهش نشان داد که مغز در شرایط عدم قطعیت باید تعادلی پویا بین «انعطافپذیری» و «دقت» برقرار کند. ایسکیردو میگوید:
«اگر بیش از حد دقیق باشید، نمیتوانید بهموقع تغییر کنید؛ اگر بیش از حد انعطافپذیر باشید، هیچگاه به تخصص نمیرسید. این نورونها به ما نشان میدهند مغز چطور میان این دو حالت تعادل برقرار میکند.»
در مقابل، فعالیت نورونها در ناحیهی دیگری از مغز یعنی قشر حرکتی دوم (M2)، دقیقاً برعکس بود: این سلولها در شرایط قطعیت بالا فعالتر بودند، نه در شرایط عدم قطعیت. بنابراین، هر دو ناحیه در یادگیری پاداش نقش دارند، اما در شرایط متفاوت!
قشر اوربیتوفرانتال (OFC): پردازش در شرایط نامعلوم و عدم قطعیت، یادگیری تطبیقی
قشر حرکتی دوم (M2): ثبیت الگوهای رفتاری در شرایط قطعی
از موش تا انسان: تکامل و کارکرد بالینی
از دیدگاه تکاملی، پژوهشگران معتقدند اجداد انسان و موش در محیطهایی زیستهاند که نیاز به تخصص و سازگاری همزمان با تغییرات وجود داشته است. در چنین محیطهایی، موجوداتی موفقتر بودهاند که میتوانستند بین یادگیری دقیق از تجربیات گذشته و انطباق سریع با شرایط جدید تعادل برقرار کنند.
به همین دلیل، احتمال میرود این نوع نورونها نهتنها در انسان، بلکه در بسیاری از گونههای دیگر نیز وجود داشته باشند.
اگر این یافتهها در انسان نیز تأیید شود، میتواند پیامدهای مهمی برای درمان اختلالاتی داشته باشد که در آنها خشکی شناختی (Cognitive Rigidity) مشاهده میشود؛ یعنی ناتوانی در سازگاری با تغییرات. چنین وضعیتی در اختلالاتی مانند اضطراب، PTSD، اعتیاد و حتی دمانس (زوال عقل) دیده میشود.
در این اختلالات، مغز درگیر الگوهای تکراری و غیرقابل تغییر میشود. پژوهشگران UCLA معتقدند که با درک بهتر عملکرد نورونهای عدم قطعیت، میتوان راهکارهایی برای بازگرداندن انعطافپذیری شناختی طراحی کرد؛ هدفی که میتواند افق جدیدی در درمانهای عصبیروانشناختی بگشاید.
✉️سخن پایانی
کشف نورونهای عدم قطعیت در قشر اوربیتوفرانتال، گامی مهم در فهم چگونگی یادگیری مغز از دنیای غیرقابل پیشبینی است. این سلولها به مغز کمک میکنند میان دو نیاز اساسی تعادل برقرار کند: دقیق بودن در تصمیمگیریهای آشنا و انعطاف داشتن در برابر موقعیتهای جدید.
به گفتهی ایسکیردو:
«زندگی پر از عدم قطعیت است؛ و همین نامعلومی است که ما را وادار به یادگیری و رشد میکند.»
درک بهتر این سلولها نهتنها میتواند به توضیح سازوکار یادگیری انسانی کمک کند، بلکه ممکن است به کلید درمانهای آینده برای بازگرداندن انعطافپذیری ذهنی در بیماریهای روانی و عصبی تبدیل شود.
منبع:
https://neurosciencenews.com/uncertainty-neurons-adaption-learning-29797
•گردآورنده محتوا: شیما اورعی
کارشناسی ارشد روانشناسی شناختی
