الشبكات العصبية والدماغية : يكشف الشبكة العصبية عن مناطق الدماغ واتصالاتها. نحن نتخيل الدماغ في حالة الراحة والدماغ يؤدي المهام المعرفية. تتميز بشبكتين يتم تنشيطهما بالتناوب.
قالت سيدة ذات يوم أمامي ، عن نفسها ، مثل أكثر الأشياء طبيعية في العالم: لا أعتقد أن هذا يتعبني ؛ أو ، إذا كنت أعتقد ، لا أفكر في شيء. كما يقول هوغو: هذا شيء عظيم لدرجة السمو. في هذا المقتطف من الفلسفة لجورج كورتلاين (1922) ، هل اشتبه المؤلف الذي يحمل نفس الاسم في أن هذا السؤال المتعلق بنشاط الدماغ أثناء الراحة كان سيصبح ، بعد بضعة عقود ، مجالًا جديدًا للدراسة؟ عالم؟ في عام 1992 ، لاحظ بهارات بيسوال ، من قسم الهندسة في جامعة نيوارك ، عن طريق الصدفة – ولكن الحظ يفضل العقول المهيأة – أن نشاط القشرة الحركية اليمنى وتلك الموجودة في القشرة الحركية اليسرى تتزامن في شخص ثابت تمامًا ، مستلق في جهاز.). هذا النشاط العفوي ، ولكن المتزامن ، سيُطلق عليه لاحقًا نشاط الدماغ المريح. لقد أصبح موضوع العديد من الدراسات ، ولا سيما عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي.
اليوم ، من المقبول أنه في موضوع لا يشارك في أي نشاط إدراكي مرتبط بمهمة معينة ، إذا كان الدماغ في حالة راحة ، فهو بعيد عن أن يكون غير نشط. على العكس من ذلك ، فهي تتميز بديناميكية معقدة تتضمن شبكات مختلفة. يبدو أن مناطق الدماغ البعيدة متصلة وظيفيًا بقوة وتعرض تقلبات متزامنة منخفضة التردد.
إقرأ أيضا:تأثير التربية الخاطئة على نفسية الطفلجدول المحتويات
راحة شبكات الدماغ
علاوة على ذلك ، فإن هذه الشبكات في حالة الراحة ليست ثابتة ، ولكنها تتطور وفقًا لاحتياجات اللحظة: تعلم معرفة جديدة ، وتكييف السلوك مع البيئة ، وهذا طوال الحياة. من بين العديد من شبكات الدماغ التي يمكن اكتشافها أثناء الراحة ، تمت دراسة الشبكة الافتراضية وشبكة الانتباه (المرتبطة بمهمة) بشكل خاص. تم تسمية الأولى بهذا الاسم من قبل ماركوس رايشل من كلية الطب بواشنطن في سانت لويس ، الولايات المتحدة الأمريكية ، لأن نشاطها يكون في أعلى مستوياته عندما لا نفعل شيئًا ، ولكنه ينخفض بمجرد قيامنا بمهمة معرفية.
الشبكات العصبية والدماغية : عام 2005
والثاني هو القليل جدًا من النشاط ، وحتى غير نشط ، في حالة الراحة ، لكن نشاطه يزداد أثناء مهمة معرفية ، مما يشير إلى العودة إلى الحالة العقلية التي تتطلب مستوى معينًا من الانتباه. تم تسليط الضوء على التبادل بين هاتين الشبكتين لأول مرة في عام 2005 ، في وقت واحد في معهد كارولينسكا في ستوكهولم ، السويد ، وفي كلية الطب بواشنطن ، الولايات المتحدة. تم تأكيد هذه الديناميكية منذ ذلك الحين وتعتبر سمة محددة لتنظيم الدماغ البشري. لأنه إذا كانت معظم الشبكات الموجودة في حالة الراحة لها ما يعادل في الجرذ وخاصة في القرد ، تظل شبكة الانتباه هي الوحيدة التي يمكننا القول إنها تمثل النتيجة التطورية لإدراك خاص بالبشر.
إقرأ أيضا:سيد التنمية الشخصيةمما تتكون الشبكة الافتراضية؟
مما تتكون الشبكة الافتراضية؟ من مناطق الدماغ الموجودة عمومًا على السطح الإنسي للفص الجبهي والجداري (قشرة الفص الجبهي والقشرة الحزامية الأمامية والخلفية). عندما تكون هذه المناطق نشطة ، فإن المناطق المدرجة في شبكة الانتباه ، بدلاً من ذلك تشمل المناطق الظهرية والجانبية من القشرة الأمامية والجدارية (انظر الشكل 2)غير نشطة ، والعكس صحيح. معظم هذه المناطق هي محاور لمعالجة المعلومات في الدماغ ، وتدعم العديد من الوظائف المعرفية عالية المستوى ، مثل الذاكرة ، أو الصور الذهنية ، أو الانتباه ، أو التخطيط للمستقبل. في حين أن الدور المعرفي المنسوب إلى شبكة الانتباه أمر سهل الفهم ، فإن ذلك المرتبط بالشبكة الافتراضية يتطلب مزيدًا من الاستكشاف. في الواقع ، كيف يمكننا أن نفسر أن الدماغ في حالة الراحة يتميز بنشاط متزامن يشمل مناطق تشارك عادة في العمليات الإدراكية المعقدة؟
الشبكات العصبية والدماغية : نشاط استبطان
بفضل الدراسة التي تم إجراؤها في مختبرنا في معهد كارولينسكا في عام 2005 ، كان لدينا دليل على أن الشبكة الافتراضية تقوم على أساس النشاط المعرفي التلقائي والموجه ذاتيًا ، أي التأمل الذاتي. عند سؤالهم عن محتوى أفكارهم أثناء اختبار التصوير بالرنين المغناطيسي ، أفاد المشاركون أنهم رأوا ذكريات سابقة ، تسمى السيرة الذاتية ، أو على العكس من ذلك ، أفكارًا ناشئة تهدف إلى التخطيط للمستقبل.
كما أبلغوا عن وجود صور ذهنية ومقتطفات من اللغة الداخلية (“الصوت الصغير في الرأس” الذي نسمعه عندما نتحدث إلى أنفسنا). بعد ذلك بعامين ، أظهر ماليا ماسون ، من جامعة دارتموث ، هانوفر ، الولايات المتحدة الأمريكية وفريق نيل ماكراي ، جامعة أبردين ، اسكتلندا ، أن النشاط الذي لوحظ في الشبكة الافتراضية للمناطق هو أكثر أهمية حيث تميل الموضوعات إلى التشتت في أنشطتهم اليومية من خلال أحلام اليقظة.
الشبكة الافتراضية والشبكات التي تقوم عليها ذاكرة السيرة الذاتية
علاوة على ذلك ، نظرًا لأن الشبكة الافتراضية والشبكات التي تقوم عليها ذاكرة السيرة الذاتية ، والتخطيط للمستقبل ، ولكن أيضًا نظرية العقل (القدرة على تمثيل أفكار الآخرين) متشابهة ، فإن راندي باكنر وزملاؤه في قسم علم النفس بجامعة هارفارد افترضت الجامعة أن الشبكة الافتراضية لها دور تكيفي. سنمارس الاستبطان ، والذي يسمح لنا بتصور الأحداث والتفاعلات المستقبلية مع الآخرين بناءً على التجارب السابقة ، في الأوقات التي لا يطلب فيها العالم الخارجي النشاط المعرفي. في هذا السياق ، فإن حقيقة أن النشاط يتأرجح بين الشبكة الافتراضية وشبكة الانتباه من شأنه أن يوضح قدرة تكيفية كبيرة ،
الشبكات العصبية والدماغية : مركز التصوير الطبي
منذ ذلك الحين ، أوضح فريق برنارد مازويير وفريق فرانسيس يوستاش ، من مركز التصوير الطبي Cyceronr في كاين ، ما تتكون منه هذه الوظيفة الاستبطانية للشبكة الافتراضية. باستخدام الاستبيانات التي تهدف إلى تحديد طبيعة الأفكار التي خطرت في أذهان المشاركين أثناء فحص التصوير ، أظهر هذان الفريقان أن ديناميكيات نشاط الدماغ أثناء الراحة يتم تعديلها من خلال وجود الأفكار. تلقائية واستبطانية ، مستمرة بغض النظر عن العمر و وبالتالي ، غير حساس لتأثيرات شيخوخة الدماغ. وهذا يؤكد الأهمية التكيفية لهذه الظاهرة التي تستمر على الرغم من الاضطرابات المعرفية والوظيفية التي يعاني منها الدماغ المتقدم في السن.
شبكة الدماغ
لذلك في عام 2005 بدأنا نفهم بشكل أفضل نشاط الدماغ أثناء الراحة. في نفس العام ، قام فريق أمريكي وألماني أيضًا بتحسين نمذجة الوصلات التي تتقاطع في الدماغ ، واقترحوا تحديد جميع العقد والوصلات (أو الحواف) التي تربط مناطق الدماغ المختلفة بمصطلح الشبكة العصبية. تعتبر كل منطقة بمثابة عقدة ، وترتبط بشكل أو بآخر بقوة بالعقد الأخرى عن طريق التوصيلات. يتم تجميعها أحيانًا معًا في مجموعات مترابطة ، وشبكات ، والتي بدورها تعرض خصائص طوبولوجية محددة.
تم تطبيقه لأول مرة على تدابير التصوير الشبكي عن طريق انتشار التصوير بالرنين المغناطيسي (أو تصوير موتر الانتشار) ، والذي يسلط الضوء على مساحات المادة البيضاء. تسمح هذه الامتدادات الطويلة لأجسام الخلايا – أو المحاور – للخلايا العصبية الموجودة في مناطق بعيدة من الدماغ بالتواصل. نحن نتحدث هنا عن الشبكة العصبية الهيكلية. لكننا اليوم مهتمون أيضًا بالوظيفة العصبية ، أي نشاط الدماغ أثناء الراحة ، لفك شفرة الطريقة التي تتفاعل بها مناطق الدماغ المختلفة.
الشبكات العصبية والدماغية : شبكة عصبية وظيفية
للحصول على شبكة عصبية وظيفية ، يتم تسجيل مئات الصور لدماغ الشخص المريح لمدة عشر دقائق على سبيل المثال. يسمح تحليل هذه “الأقسام” من الدماغ ، من ناحية ، بإعادة بناء دماغ ثلاثي الأبعاد ، ومن ناحية أخرى ، تسليط الضوء ، بفضل التحليلات الإحصائية ، على المناطق النشطة بشكل متزامن خلال فترة التحليل. يمكننا بعد ذلك تحديد عقد شبكات الدماغ المريحة هذه وفقًا لشدة نشاطها أو عن طريق تقسيم الدماغ إلى وحدات تخزين أولية (أو مناطق ذات أهمية). إذا أخذنا العقد الأكثر نشاطًا فقط ، فسنحصل على شبكة عصبية بسيطة نسبيًا (انظر الشكل 3). كلما تم تقليل حد النشاط المحدد أو حجم المناطق الأساسية ذات الأهمية ،
مجموعة القياسات التي تم الحصول عليها باستخدام الشبكة العصبية على النظرية الرياضية للرسوم البيانية
تعتمد مجموعة القياسات التي تم الحصول عليها باستخدام الشبكة العصبية .على النظرية الرياضية للرسوم البيانية ، حيث يتوافق كل رسم بياني مع كائن مكون من عقد وحواف. تم تطبيق هذه النظرية أيضًا على العديد من المجالات العلمية (انظر الإطار أدناه). وفقًا لإدوارد بولمور . جامعة كامبريدج بالمملكة المتحدة ، وأولاف سبورنز ، جامعة إنديانا ، الولايات المتحدة الأمريكية . أكدت نظرية الرسم البياني المطبقة على دراسة الشبكة العصبية أن شبكات الدماغ منظمة وفقًا لما يسمى بمبادئ الفصل والتكامل. دعونا نلقي نظرة على ما يعنيه هذا. وفقًا لمبدأ الفصل ، يتم توزيع الشبكات في الفضاء ، أي أن هناك مسارات عصبية قصيرة .بين العقد في نفس الشبكة ، ضمان فعاليته الشاملة. لذلك ، يتأثر الدور الوظيفي للعقدة بوصلاتها ، ويتم تجميع العقد ذات الوظائف المتشابهة معًا في شبكة واحدة. تعمل المناطق الحركية الأساسية أو البصرية أو السمعية في الدماغ بهذه الطريقة.
الشبكات العصبية والدماغية : مفهوم التكامل بالأحرى تخصص العقد في العمليات المعرفية
يصف مفهوم التكامل بالأحرى تخصص العقد في العمليات المعرفية. وبالتالي ، يمكن دمج العقد ، حتى البعيدة منها ، في نفس الشبكة المتخصصة ، لأنها مرتبطة باتصالات مميزة. دعونا نستشهد بمثال الشبكة الدماغية التي تكمن وراء القراءة بصوت عالٍ والتي تنشط على التوالي مناطق دماغية بعيدة. القشرة البصرية الأولية (الموجودة في الفص القذالي) التي يتم تنشيطها من خلال رؤية الكلمات . والتلفيف الزاوي (في الجداري) .يتدخل من بين أمور أخرى في التمثيلات المكانية ، تشارك منطقة فيرنيك (في الفص الصدغي) ومنطقة بروكا (في الفص الجبهي) في فهم اللغة والكلام ، وأخيرًا ، القشرة الحركية (في الفص الأمامي) التي تسمح بنطق الكلمات المقروءة .
توفير طاقة الدماغ
نحن نعلم الآن أن كل شبكة دماغ تتكون من وحدات محددة ومستقلة ، ولكنها تتواصل بفضل ما يسمى بعقد الموصل. يبدو أن هذه الخصائص الطوبولوجية تعمل على تحسين الأداء المعرفي ، ولكن لها تكلفة يجب على الدماغ أن يطورها استراتيجية للاقتصاد. وفقًا لـ إي بولمور و أو.سبورنز، من المحتمل جدًا أن تستند هذه الإستراتيجية إلى حل وسط بين تقليل تكلفة الطاقة هذه وظهور أنماط معرفية تضمن أنه في كل لحظة . سنعرف كيفية التكيف على الفور مع التغييرات في العالم والبيئة التي نتعرض لها.
الشبكات العصبية والدماغية : التوازن بين الشبكة الافتراضية والشبكة الانتباه
تم تأكيد التوازن بين الشبكة الافتراضية والشبكة الانتباه من خلال دراسات مختلفة. دعنا نقتبس من فريق المدرسة العادية في بكين ، الذي لم يصف العصي الدماغي عند الراحة فحسب . بل كان مهتمًا بالتواصل بين الشبكات المختلفة. أظهر الباحثون أن مناطق الدماغ التي تتحكم في تدفق المعلومات هي تلك التي تشكل شبكة الانتباه. ترسل هذه المناطق معلومات إلى المناطق المستهدفة ، والتي يتم تضمين معظمها في الشبكة افتراضيًا. بشكل عام ، سيتم التحكم في الديناميكيات بين الشبكات القابلة للاكتشاف .في حالة الراحة من خلال الشبكة الانتباهية . والتي تتحكم في تدفق المعلومات لضمان الحد الأدنى من الاهتمام للتفاعل في حالة حدوث حدث غير عادي في المناطق المحيطة.
النتائج المختلفة
أظهرت النتائج المختلفة أن التنظيم في شبكات نشاط الدماغ أثناء الراحة قابل للتكرار بشكل كبير في عموم السكان. إذا كانت هذه هي الحالة ، فيجب كتابتها في الجينات. لاختبار هذه الفرضية . تمت مقارنة شبكة دماغ التوائم أحادية الزيجوت (التوائم المتماثلة) مع تلك الموجودة في التوائم غير المتجانسة (التوائم الشقيقة). كشفت هذه المقارنة عن تأثير العوامل الوراثية والبيئية على الخصائص الطوبولوجية لشبكات الدماغ. وهكذا ، أظهر فريق هيلك هولشوف بول ، بكلية الطب في أوتريخت بهولندا ، أن الجينات تتحكم جزئيًا في الاتصال الوظيفي أثناء الراحة.
