مغز شما با هر ضربآهنگ دوباره سیمکشی میشود! راز ریتم در نوروساینس فاش شد
تا به حال فکر کردهاید وقتی به یک ریتم ثابت گوش میدهید، دقیقا چه اتفاقی در مغزتان میافتد؟ آیا مغز فقط آن را پردازش میکند یا اتفاقات پیچیدهتری در حال وقوع است؟ یک مطالعه جدید نشان میدهد که مغز در پاسخ به ریتمها، خود را در لحظه بازسازی میکند! این مطالعه از یک روش تصویربرداری عصبی پیشرفته به نام FREQ-NESS (تخمین شبکه با تفکیک فرکانسی از طریق جداسازی منبع) پرده برمیدارد. این روش نشان میدهد که چگونه فرکانسهای مختلف امواج مغزی، شبکههای پویا را در سراسر مغز تشکیل میدهند.
به جای ایستگاههای ثابت مانند امواج آلفا یا بتا، FREQ-NESS نشان میدهد که فرکانسها تغییر میکنند و گسترش مییابند و خود را با صداها و حالات درونی وفق میدهند. این رویکرد، روشی قدرتمند و جدید برای نقشهبرداری از مغز با دقت بالا ارائه میدهد که کاربردهای بالقوهای در شناخت موسیقی، توجه و تشخیص سلامت روان دارد.
نکات کلیدی این مطالعه:
- امواج مغزی پویا: مغز در پاسخ به صداهای ریتمیک، خود را در لحظه بازسازی میکند.
- نوآوری FREQ-NESS: روشی جدید، شبکههای مغزی را با جداسازی فرکانسهای همپوشان نقشهبرداری میکند.
- کاربردهای آینده: این تکنیک میتواند تحقیقات در زمینههای ادراک، هوشیاری و تشخیص بیماریها را متحول کند.
این یافتهها حاصل تحقیقات دانشگاه آرهوس (Aarhus University) است.
وقتی به یک ریتم ثابت یا یک آهنگ گوش میدهید، در مغزتان چه اتفاقی میافتد؟
بر اساس مطالعه جدیدی از دانشگاه آرهوس و دانشگاه آکسفورد (University of Oxford)، مغز شما فقط آن را نمیشنود، بلکه خود را در لحظه بازسازی میکند!
هر بوق، آهنگ و صدای جدیدی که میشنوید، از گوش به مغز شما منتقل میشود و در آنجا ثبت میشود. اما واقعاً چه اتفاقی در مغز شما میافتد وقتی به یک جریان مداوم از صداها گوش میدهید؟
مطالعه جدید دانشگاه آرهوس و دانشگاه آکسفورد که در مجله Advanced Science منتشر شده، نشان میدهد که مغز به سادگی صدا را ثبت نمیکند، بلکه به طور پویا سازماندهی خود را در لحظه تغییر میدهد و تعامل پیچیدهای از امواج مغزی را در شبکههای متعدد هماهنگ میکند.
این تحقیق که توسط دکتر ماتیا روسو (Dr. Mattia Rosso) و دانشیار لئوناردو بونتی (Leonardo Bonetti) در مرکز موسیقی در مغز، دانشگاه آرهوس، با همکاری دانشگاه آکسفورد رهبری میشود، یک روش تصویربرداری عصبی جدید به نام FREQ-NESS را معرفی میکند.
این روش با استفاده از الگوریتمهای پیشرفته، شبکههای مغزی همپوشان را بر اساس فرکانس غالب آنها از هم جدا میکند. هنگامی که یک شبکه با فرکانس منحصر به فرد خود شناسایی شد، این روش میتواند ردیابی کند که چگونه در فضا در سراسر مغز منتشر میشود.
دکتر روسو میگوید: “ما عادت کردهایم به امواج مغزی مانند ایستگاههای ثابت – آلفا، بتا، گاما – و به آناتومی مغز به عنوان مجموعهای از مناطق متمایز فکر کنیم.”
“اما آنچه که ما با FREQ-NESS میبینیم بسیار غنیتر است. مدتهاست که مشخص شده فعالیت مغز از طریق فعالیت در فرکانسهای مختلف سازماندهی میشود که هم به صورت داخلی و هم با محیط تنظیم میشود. با شروع از این اصل اساسی، ما روشی را طراحی کردهایم که پیدا میکند چگونه هر فرکانس در سراسر مغز بیان میشود.”
دری به سوی نقشهبرداری دقیق از مغز
توسعه FREQ-NESS نشاندهنده پیشرفت بزرگی در نحوه بررسی پویاییهای گسترده مغز توسط دانشمندان است.
برخلاف روشهای سنتی که به باندهای فرکانسی از پیش تعریفشده یا مناطق مورد نظر متکی هستند، این رویکرد مبتنی بر داده، سازمان داخلی کل مغز را با دقت طیفی و فضایی بالا نقشهبرداری میکند. و این امکانات جدیدی را برای علوم اعصاب پایه، رابطهای مغز و کامپیوتر و تشخیصهای بالینی باز میکند.
این مطالعه به مجموعه رو به رشدی از تحقیقات اضافه میشود که بررسی میکند چگونه ساختار ریتمیک مغز، همه چیز را از شناخت موسیقی گرفته تا ادراک و توجه عمومی و حالات تغییر یافته هوشیاری شکل میدهد.
پروفسور لئوناردو بونتی، نویسنده همکار و متخصص علوم اعصاب در مرکز موسیقی در مغز، دانشگاه آرهوس و مرکز سعادت و شکوفایی انسانی، دانشگاه آکسفورد، میگوید: “مغز فقط واکنش نشان نمیدهد، بلکه خود را بازسازی میکند. و اکنون میتوانیم آن را ببینیم.”
“این میتواند نحوه مطالعه ما از پاسخهای مغز به موسیقی و فراتر از آن، از جمله آگاهی، سرگردانی ذهن و تعاملات گستردهتر با دنیای خارج را تغییر دهد.”
یک برنامه تحقیقاتی در مقیاس بزرگ اکنون برای ایجاد این روششناسی در حال انجام است که توسط یک شبکه بینالمللی از متخصصان علوم اعصاب پشتیبانی میشود.
پروفسور لئوناردو بونتی توضیح میدهد: با توجه به قابلیت اطمینان بالا در شرایط آزمایشی و در مجموعههای دادهها، FREQ-NESS ممکن است راه را برای نقشهبرداری مغز به صورت فردی نیز هموار کند.
درباره این خبر تحقیقاتی علوم اعصاب
- نویسنده: ویب نوردلوس (Vibe Noordeloos)
- منبع: دانشگاه آرهوس
- تماس: ویب نوردلوس – دانشگاه آرهوس
- تصویر: اعتبار تصویر به Neuroscience News تعلق دارد.
تحقیق اصلی: دسترسی آزاد.
“FREQ-NESS Reveals the Dynamic Reconfiguration of Frequency-Resolved Brain Networks During Auditory Stimulation” توسط ماتیا روسو و همکاران. Advanced Science.
چکیده
FREQ-NESS آشکار کننده بازپیکربندی پویای شبکههای مغزی با تفکیک فرکانسی در طول تحریک شنوایی
مغز یک سیستم پویا است که سازمان شبکه ای آن اغلب با تمرکز بر باندهای فرکانسی خاص یا مناطق آناتومیکی مورد مطالعه قرار می گیرد که منجر به بینش های پراکنده یا با استفاده از روش های پیچیده و پر زرق و برق که مانع از تفسیرهای سرراست می شوند.
برای رفع این مشکل، یک خط لوله تحلیلی جدید به نام تخمین شبکه با تفکیک فرکانسی از طریق جداسازی منبع (FREQ-NESS) معرفی شده است.
این خط لوله برای تخمین فعالسازی و پیکربندی فضایی شبکههای مغزی همزمان در سراسر فرکانسها با تجزیه و تحلیل کوواریانس چندمتغیره با تفکیک فرکانسی بین سریهای زمانی وکسل کل مغز طراحی شده است.
در این مطالعه، FREQ-NESS بر روی داده های مگنتوانسفالوگرافی (MEG) بازسازی شده از منبع در طول حالت استراحت و تحریک شنوایی ایزوکرونوس اعمال می شود.
نتایج ما شبکههای مغزی همزمان و مختص فرکانس را در طول حالت استراحت نشان میدهد، مانند حالت پیشفرض، باند آلفا و شبکههای بتا-موتور.
در طول تحریک شنوایی، FREQ-NESS تشخیص میدهد: 1) ظهور شبکههایی که با فرکانس تحریک هماهنگ هستند، 2) سازماندهی فضایی مجدد شبکههای موجود، مانند شبکههای باند آلفا که از مناطق اکسیپیتال به مناطق حسی-حرکتی منتقل میشوند، 3) پایداری شبکههایی که تحت تأثیر محرکهای شنوایی قرار نمیگیرند.
علاوه بر این، تحریک شنوایی به طور قابل توجهی جفت شدن متقابل فرکانس را افزایش میدهد، به طوری که فاز شبکههای شنوایی هماهنگ با تحریک، دامنه باند گاما را در شبکههای لوب تمپورال میانی تعدیل میکند.
در خاتمه، FREQ-NESS به طور موثر پویاییهای فضایی-زمانی مغز را نقشهبرداری میکند و با آشکار ساختن چشماندازی از شبکههای همزمان با تفکیک فرکانسی و تعامل آنها، دیدگاه جامعی از عملکرد مغز ارائه میدهد.
