مغز انسان از سیستمی پیچیده از سلول‌ها به نام نرون تشكیل شده است. نرون‌ها اطلاعات الكتریكی و شیمیایی را منتقل و مبادله می‌كنند. در مطالعه حاضر محققان در مغز انسان سلول‌های خاصی را یافتند كه مشابه آنچه در سلول‌های جوندگان دیده شده، عمل نمی‌كند. متخصصان علوم اعصاب سیگنال جدیدی در مغز كشف كرده‌اند كه می‌تواند كلیدی باشد برای رمزگشایی از آنچه ما را انسان ساخته است.
در این تحقیق پژوهشگران از دو گروه بیماران صرع (كه عمل جراحی داشتند) و دارای تومور بودند، برای مطالعه استفاده كردند؛ زیرا برش‌هایی از مغز آنها خارج و در اختیار پژوهشگران قرار می‌گرفت. آنها برش‌های مغزی را بررسی كرده و متوجه دندریت‌ها در دومین و سومین لایه از قشر مغز شدند. دندریت‌ها شاخه‌هایی گسترش یافته، درست شبیه یك درخت هستند كه از هر سلول عصبی منشعب شده و با دیگر سلول‌های مغزی ارتباط برقرار كرده و اطلاعات را منتقل می‌كنند.
تاكنون بیشتر اطلاعاتی كه ما درباره دندریت‌ها داشتیم از مطالعه روی جوندگان به دست آمده بود. اما این پژوهش فرصت مطالعه‌ای ناب روی نمونه‌های انسانی را فراهم كرد. قشر مغز ما به لطف گسترش مغز انسان در مرحله تكامل، ضخیم است. این ضخامت در حدود سه میلی‌متر بوده كه به طور نامتناسبی در لایه دوم و سوم ضخیم‌تر شده و منجر به گسترش و بزرگ‌ترشدن دندریت‌ها در این قسمت می‌شود. كار روی نمونه مغزی بیماران صرعی و مقایسه آن با بیماران دارای تومور، محققان را مطمئن كرد نتایج به‌دست آمده فقط به بیماران مبتلا به صرع تعلق ندارد و یك قانون كلی‌تر است.
وقتی یك نرون می‌خواهد اطلاعات الكتریكی خود را از محل گیرنده (دندریت‌ها) به انتهای خود (آكسون) انتقال دهد از یك رویداد الكتریكی به‌نام پتانسیل عمل كمك می‌گیرد. پتانسیل عمل در طول نرون جریان می‌یابد تا به فضای بین دو نرون یعنی سیناپس می‌رسد. سیناپس فاصله كوتاه بین دو نرون است كه اجازه انتقال اطلاعات الكتریكی از سلول عصبی اول به دوم را می‌دهد. تعداد ورودی سیناپسی از یك نرون به نرون دیگر تعیین می‌كند آیا یك پتانسیل عمل نتیجه می‌دهد یا خیر. وقتی پیام به انتهای نرون می‌رسد وظیفه انتقال پیام از حالت الكتریكی به شیمیایی تغییر می‌كند. تا پیش از این، مسؤولیت این بخش به عهده یون‌های كلسیم و پتاسیم بوده است.
پژوهشگران از ثبت سلولی (Patch clam) برای بازسازی مدار الكتریكی سلول‌ها و از تكنیك تصویربرداری فلوئورسنس برای بررسی ویژگی‌های سلول‌ها استفاده كردند. آنها دسته‌های ناشناخته‌ای از پتانسیل عمل را در نورون‌ها كشف كردند. چیزی كه تا پیش از این تصور می‌شد مسیری ساده و شناخته‌شده است. محققان در این بین متوجه نوع جدیدی از پتانسیل عمل شدند كه تنها از یون‌های كلسیم به جای مدل قبل استفاده می‌كردند. چنین چیزی پیشتر در سلول‌های پستانداران دیگر دیده نشده بود.
آنها رفتار این پتانسیل عمل را با مدل شبیه‌سازی شده در رایانه مورد مطالعه قرار دادند و جنبه شگفت‌انگیز دیگری را یافتند. تا پیش از این محققان برای بررسی یك عملكرد، كل یك شبكه عصبی را مورد مطالعه قرار می‌دادند. ولی اكنون تنها با یك سلول این نتایج به‌دست آمده بود. این یافته یعنی چه؟ یعنی دیگر برای مطالعه رویدادهای مغزی نیاز به بررسی یك شبكه بزرگ نیست و مطالعات، آسان‌تر و محاسبات به‌ویژه در شبكه‌های عصبی مصنوعی ساده‌تر می‌شود.
یافته جدید بسیار شگفت‌انگیز است اما محدودیت‌هایی را نیز به همراه دارد. برای مثال محققان از یك سلول به جای یك نرون كامل و نه بر روی یك انسان در بررسی‌هایشان استفاده كرده‌اند. این ممكن است معنی‌اش این باشد كه شاید سایر پستانداران هم همان سیگنال را داشته باشند. ما همچنان نیازمند بررسی بیشتر برای یافتن چگونگی خاص‌بودن انسان هستیم. یافتن تفاوت‌های قابل ملاحظه در مغز انسان با مغز دیگر پستانداران به ما در فهم چرایی خاص‌بودن مغز انسان‌ها كمك می‌كند. شناخت این تفاوت‌ها به ما كمك می‌كند تا بتوانیم مغز را بهتر شناخته و حتی آن را مدل‌سازی كنیم.
منبع: Iflscience