في إنجاز علمي جديد، كشف الباحثون عن كيفية معالجة الخلايا العصبية السيروتونينية للمعلومات البصرية المرتبطة بالحركة في أسماك الزرد الصغيرة لتحديد متى وكمية السيروتونين التي يجب إفرازها. يلعب هذا الناقل العصبي دورًا حاسمًا في تعديل جهود السباحة لدى الأسماك بناءً على فعالية الحركات السابقة.
مقدمة عن الخلايا العصبية السيروتونينية
الخلايا العصبية السيروتونينية هي نوع من الخلايا في الدماغ التي تلعب دورًا هامًا في تنسيق السلوكيات الحركية في الكائنات الحية. تُعتبر هذه الخلايا جزءًا من نظام تعديل عصبي يتضمن مواد كيميائية تُعرف بالناقلات العصبية، والتي تنظم نشاط الدماغ وتساعد على التكيف مع المواقف الجديدة.
في أسماك الزرد الصغيرة، يتحكم السيروتونين في قوة السباحة استجابة للتغيرات في البيئة أو في جسم السمكة. يتيح هذا التحكم تعديل الأنماط السلوكية للأسماك بناءً على المعلومات البصرية.
آلية البوابة العصبية
اكتشف الباحثون أن الخلايا العصبية في منطقة رئيسية من الدماغ لا تسمح بدخول المدخلات البصرية إلا بعد انتهاء دفعة السباحة. يُعرف هذا الأسلوب بآلية “البوابة”، حيث تُفتح البوابة بعد السباحة للسماح بمعالجة التغذية الراجعة ذات الصلة.
تتيح هذه الآلية الانتقائية للنظام تعلم أي الإجراءات تؤدي إلى النتائج المرغوبة، مما يسمح بتحديد الائتمان للنجاح. هذه العملية تعتبر جزءًا من الأبحاث النشطة في علم الأعصاب والتعلم الآلي.
التعديل القائم على الجهد
تعمل الخلايا العصبية السيروتونينية على ضبط قوة السباحة بناءً على التغذية الراجعة البصرية بعد كل حركة. بعد انتهاء السباحة، تُفتح البوابة العصبية للسماح بدخول المعلومات البصرية إلى الدماغ، مما يتيح للخلايا العصبية التفاعل مع هذه المعلومات وتحديد مدى فعالية السباحة.
هذا التفاعل يساعد على تحسين أداء السباحة في المستقبل من خلال إفراز كميات مناسبة من السيروتونين.
التأثيرات العصبية على السباحة
أثناء السباحة، تشهد الخلايا العصبية السيروتونينية قمعًا في النشاط العصبي، ولكن بعد انتهاء السباحة، يحدث انتعاش مثير يزيد من إفراز السيروتونين. هذا النمط يشبه الضغط على بالون ثم إطلاقه ليعود للارتفاع.
خلال هذه الفترة الانتعاشية، تُفتح البوابة وتدخل المعلومات البصرية التي تُحفز إطلاق السيروتونين لتعديل قوة السباحة.
الخاتمة
قدمت الدراسة الجديدة رؤى هامة حول كيفية عمل التعديل العصبي في الدماغ وخاصة في منطقة الرافية، وهي منطقة توجد أيضًا في أدمغة البشر. هذه النتائج قد تساعد العلماء في فهم كيفية تمكين الدماغ للسلوك المرن وتقديم رؤى حول اضطرابات المزاج مثل الاكتئاب.
