به گزارش رکنا، عصب شناسان آزمایشی را انجام دادند که توانست فعالیت الکتریکی مغز انسان را به‌طور مستقیم بررسی کند و یافته‌های شگفت‌انگیزی را درباره نقش «تالاموس» به‌عنوان نگهبان آگاهی ارائه دهد. این کشف نشان می‌دهد که تالاموس پیش از قشر مغز در فرایند شکل‌گیری تجربه‌های آگاهانه دخالت می‌کند.
به گزارش فرارو و برگرفته از سای پست، بررسی منتشر شده در نشریه‌ی Science نشان می‌دهد که تالاموس دارای عملکردی کلیدی در ایجاد آگاهی بصری است و به عنوان یک نقطه مرکزی در این فرایند عمل می‌کند. دانشمندان متوجه شدند بخش‌هایی از تالاموس در مواجهه با محرک‌های بصری، زودتر و با شدت بیشتری فعال می‌شوند.
تالاموس یک ساختار بیضی شکل کوچک در عمق مغز است و به‌عنوان یک مرکز انتقال اطلاعات حسی مانند دیدن، شنیدن و لمس کردن به قشر مغز شناخته می‌شود. اما این ساختار، علاوه بر نقش انتقالی، در تنظیم و کنترل خواب، تمرکز و هوشیاری نیز اهمیت زیادی دارد.
تا پیش از این پژوهش، تالاموس بیشتر به عنوان یک بازیگر پشتیبان در پردازش اطلاعات شناخته می‌شد که نقش مستقیمی در تجربه آگاهانه نداشت. اما طبق یافته‌های اخیر، نقش تالاموس بسیار فراتر بوده و این ساختار می‌تواند مشخص کند که چه داده‌هایی به آگاهی انسان وارد شوند.
محققان از شرایطی خاص برای مطالعه نقش تالاموس استفاده کردند. پنج فرد بزرگسال که از سردردهای شدید و مقاوم به درمان رنج می‌بردند، تحت جراحی قرار گرفتند و در جریان این عمل، الکترودهایی به نام sEEG در مغز آن‌ها جای‌گذاری شد. این الکترودها توانایی ثبت لحظه‌به‌لحظه فعالیت عصبی در بخش‌های داخلی مغز، از جمله تالاموس و قشر پیش‌پیشانی را داشتند.
این افراد در آزمایشی دیداری شرکت کردند که شامل نمایش تصاویر بین وضعیت‌های آگاهانه و ناآگاهانه بود. تصاویر با شدت‌های مختلف، از وضوح بالا تا حالت محو، نمایش داده شدند و گاهی اصلاً تصویری پدیدار نمی‌شد. پس از هر نمایش، شرکت‌کنندگان با حرکت چشم مشخص می‌کردند که آیا تصویر را دیده‌اند یا خیر.
این روش به دانشمندان اجازه داد تفاوت فعالیت مغزی هنگام پردازش آگاهانه محرک بصری با شرایط ناآگاهانه را بررسی کنند.
مطالعه نشان داد که بخش‌های خاصی از تالاموس، نظیر هسته مرکزی میانی و هسته میانی-پشتی، با مشاهده آگاهانه محرک‌ها فعالیت بیشتری داشتند. این بخش‌ها زودتر و قوی‌تر از دیگر نواحی تالاموس و حتی از قشر پیش‌پیشانی فعال شدند.
این هسته‌های تالاموسی توانستند سیگنال‌های الکتریکی قوی‌تری و فعالیت‌های هم‌زمان بیشتری تولید کنند. زمان آغاز فعالیت آن‌ها نیز با نمایش محرک‌ها حدود ۲۰۰ میلی‌ثانیه بود؛ یعنی دقیقاً هم‌خوان با نخستین نشانه‌های شناخته‌شده آگاهی در تحقیقات پیشین.
دانشمندان به این نتیجه رسیدند که تالاموس تنها به دریافت اطلاعات محدود نمی‌شود، بلکه به شکلی فعال در ایجاد شبکه‌ای هماهنگ از آگاهی در مغز نقش ایفا می‌کند.
فعالیت تالاموس نه تنها نقش اولیه در شکل‌دهی آگاهی دارد، بلکه با قشر پیش‌پیشانی هماهنگی ایجاد می‌کند. در برخی موارد، پیام‌های عصبی حتی پیش از نمایش محرک‌ها در تالاموس آغاز می‌شوند و مغز را در حالت آماده‌باش قرار می‌دهند، تا احتمال ورود داده‌ها به مراحل آگاهانه افزایش یابد.
این تحقیق به دلیل استفاده از sEEG، ثبت دقیق‌تر و جزئی‌تری از ساختارهای عمیق مغز ارائه داده است. پیش از این تکنیک‌هایی مانند fMRI و MEG قادر به چنین اندازه‌گیری دقیقه و پویا نبودند. استفاده از این روش، تصویری نوین از پویایی تالاموس به‌دست داده است.
این تحقیق جایگاه ویژه تالاموس در فرایند آگاهی را برجسته کرده و نشان داده که آگاهی تنها به فعالیت قشر مغز وابسته نیست، بلکه تالاموس بخش مهمی از دسترسی به داده‌های حسی و هماهنگی شبکه‌های عصبی را مدیریت می‌کند.
با وجود اهمیت بالای این پژوهش، محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. از جمله اینکه این تحقیق تنها بر روی پنج بیمار مرد انجام‌شده و به دلیل وضعیت خاص آن‌ها شاید نتایج به همه جمعیت انسان قابل تعمیم نباشد. همچنین جای‌گذاری الکترودها بر اساس نیاز درمانی انجام شده و احتمال دارد برخی بخش‌های مغز بررسی نشده باشند.
این دستاورد علمی دریچه‌ای تازه به یکی از پیچیده‌ترین پرسش‌های علوم اعصاب گشوده است: آگاهی چگونه در مغز شکل می‌گیرد؟ چنین دانشی می‌تواند در درمان بیماری‌های مرتبط با اختلال هوشیاری و روش‌های بیهوشی، همچنین در توسعه فناوری‌های رابط مغز و رایانه، تاثیرگذار باشد.
نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که پاسخ معمای آگاهی نه تنها در قشر مغز، بلکه در ساختارهای اساسی‌تر مانند تالاموس باید مورد بررسی قرار گیرد.
