في السنوات الأخيرة، قام العلماء بتحقيق تقدم ملحوظ في فهم كيفية تعلم الدماغ للحركات. وقد ركزت الأبحاث بشكل خاص على الدور الذي يلعبه القشرة الحركية الأولية (M1) في إرسال الإشارات المعقدة المرتبطة بالحركات خلال حلقات التعلم. ولكن الدراسة الحديثة قد كشفت عن دور جديد ومهم للثلاموس الحركي في هذا السياق.
دور القشرة الحركية الأولية (M1) في التعلم الحركي
تقع القشرة الحركية الأولية في منطقة الفص الجبهي من الدماغ، وهي مسؤولة عن تنظيم وتنفيذ الحركات الإرادية. لطالما كان يُعتقد أن هذه المنطقة هي المحور الرئيسي لإرسال الإشارات المتعلقة بالحركات المعقدة أثناء التعلم. ومع ذلك، فقد كان هناك نقص في الأدلة حول كيفية تطور هذه العملية بشكل دقيق، نظرًا لتعقيد مراقبة التفاعلات بين الخلايا عبر مناطق الدماغ المختلفة.
في السنوات الأخيرة، بدأت الأبحاث بالإشارة إلى الثلاموس الحركي، الموجود في مركز الدماغ، كمنطقة مؤثرة على القشرة الحركية الأولية خلال وظائف التعلم الحركي. هذا الاكتشاف يفتح آفاقًا جديدة لفهم كيفية عمل الدماغ على مستوى الأنظمة العصبية المتكاملة.
البحث عن المسار الثلاموسي القشري
قاد فريق من الباحثين تحت إشراف البروفيسور تاكي كوماياما دراسة جديدة تستخدم تقنيات بحثية نيروبيلوجية قوية لتوضيح هذه الآليات في الفئران لأول مرة. باستخدام تقنيات تصوير متقدمة وطريقة تحليل بيانات جديدة، حدد الباحثون المسار الثلاموسي القشري باعتباره منطقة الاتصالات الرئيسية التي تتغير خلال عملية التعلم.
يتجلى دور هذا المسار كـ “جسر تواصل” بين الثلاموس والقشرة، وقد تبين أنه يتم تعديله خلال التعلم لتحسين الفعالية والدقة في نقل المعلومات العصبية بين هذه المناطق. هذا الاكتشاف لا يعيد فقط تشكيل فهمنا لآلية التعلم، بل يقدم أيضًا دليلاً على أن التعلم يفعل أكثر من مجرد تعديل مستويات النشاط؛ بل إنه يعيد تشكيل الأسلاك العصبية لتلك الدوائر.
إعادة تشكيل الاتصالات بين الثلاموس والقشرة
اكتشف الباحثون أن الروابط بين المناطق الدماغية تتغير فعليًا أثناء التعلم. فالتعلم الحركي لا يقتصر فقط على تعديل مستويات النشاط، بل إنه يقوم بنحت أسلاك الدائرة العصبية، مما يحسن من دقة وسرعة الاتصال بين الثلاموس والقشرة على مستوى الخلايا العصبية.
أوضح الباحث أساف راموت، المؤلف الرئيسي للدراسة، أن “التعلم لا يقتصر فقط على التغيرات المحلية – بل يعيد تشكيل الاتصال بين مناطق الدماغ، مما يجعله أسرع وأقوى وأكثر دقة”. هذه النتائج تقدم فهماً أعمق لكيفية تنظيم الدماغ لنفسه لتحقيق تعلم فعال.
تطوير طريقة تحليل البيانات ShaReD
لتسليط الضوء على نشاط الخلايا العصبية المحددة، طوّر الباحثون طريقة تحليلية جديدة تدعى ShaReD (اكتشاف التمثيل المشترك) بالتعاون مع البروفيسور المساعد في النيروبيلوجيا ماركوس بينا والطالب الخريج فيليكس تاشباخ. هذه الطريقة تتيح للباحثين تحديد تمثيل سلوكي مشترك يتوافق مع النشاط العصبي عبر مواضيع مختلفة.
يُعتَبر تحديد السلوكيات التي تُرمز بشكل شائع عبر مواضيع مختلفة تحديًا كبيرًا، لأن السلوكيات وتمثيلاتها العصبية يمكن أن تختلف بشكل كبير بين الحيوانات. لمواجهة هذه المشكلة، طوّر الباحثون ShaReD، التي تعمل مثل تحديد المعالم التي تساعد المسافرين على التنقل، بغض النظر عن اختياراتهم المخصصة للطريق. كانت طريقة ShaReD حاسمة في تحقيق نتائج الدراسة.
الخاتمة
تقدم الدراسة الجديدة التي قادها مختبر كوماياما رؤى جديدة مهمة حول كيفية تعلم الدماغ. من خلال الكشف عن دور المسار الثلاموسي القشري في التعلم الحركي وإعادة تشكيل الاتصال بين مناطق الدماغ، تقدم هذه الدراسة فهماً أعمق لكيفية عمل الدماغ خلال التعلم. هذه النتائج تقدم أيضًا أملًا جديدًا لمن يعانون من اضطرابات عصبية، حيث إن فهم كيفية إعادة تنظيم مناطق الدماغ للاتصال يمكن أن يساعد في تصميم علاجات وتقنيات أفضل تتوافق مع آليات التعلم الطبيعية للدماغ.
