معلومة

هل هناك علاقة بين مجموع الخلايا العصبية والذكاء؟


شكرا للبحث.

أولاً ، أنا لست عالم أحياء ، بل مجرد شخص عادي فضولي ، لذا أعتذر مقدمًا إذا لم يكن هذا السؤال "جيدًا". من فضلك لا تصوت لي في النسيان.

قرأت اليوم أن الدماغ البشري يحتوي على حوالي 100 مليار خلية عصبية وهذا جعلني أتساءل: هل هذا الرقم قياسي جدًا للجميع أم أن شخصًا ما مثل ، أينشتاين ، لديه العديد من الخلايا العصبية أكثر من هذا الملصق السخيف.

سؤال

هل هناك ارتباط بين العدد الكلي للخلايا العصبية والذكاء ، أم أن الذكاء يعتمد بشكل أكبر على طريقة استخدام الخلايا العصبية - أو بعض العوامل الأخرى مثل الخبرة السابقة - بدلاً من العدد الإجمالي لها؟

هل يمكن الإجابة على هذا السؤال؟

هناك وجهتا نظر صالحتان للغاية تم نشرهما كإجابات أدناه ، ولكن يبدو أننا ببساطة لا نملك إجابة قوية على هذا السؤال في هذه المرحلة من الزمن ، لذلك أتردد في تحديد إجابة "صحيحة".


هناك ما يقدر بنحو 100 مليار خلية عصبية داخل دماغ الإنسان. بشكل عام ، لا ينبغي أن يؤثر الاختلاف الطفيف في عدد الخلايا العصبية على الأفراد كثيرًا ، ولكن عندما يكون هناك خسارة أكبر ، مثل إصابة الدماغ أو في بعض أشكال الخرف ، فإن القدرات المعرفية تنخفض. بهذا المعنى ، نعم ، عدد الخلايا العصبية يرتبط بالذكاء. لكن هذا الاختلاف ليس هو ما يفسر التباين العام للذكاء في السكان.


لا أعرف أي علاقة بين عدد الخلايا العصبية في القشرة والذكاء. هذا السؤال محفوف بالجدل لأنه كان هناك القليل من العمل عليه ولكن هناك الكثير من التكهنات. اقترح البعض أن الاتصال بين الخلايا العصبية هو ما هو مهم وليس الرقم الذي هو ممكن منطقيًا ولكن لا يزال يتعين دعمه بأدلة قاطعة.


على عكس الكمبيوتر ، فإن السرعة التي يستطيع بها أي دماغ إجراء عملية حسابية ترتبط بعدد نقاط الاشتباك العصبي التي يمر بها. وهذا يعني عددًا أقل من نقاط الاشتباك العصبي المتسلسلة المرتبطة بوقت رد الفعل المنخفض.

مثال على عدد أقل من الخلايا العصبية المرتبطة بانخفاض وقت رد الفعل في الخلايا العصبية الحسية. تقع جميع أجسام الخلايا العصبية الحسية في العقد الظهرية للعمود الفقري. فقط النتوءات من الخلايا العصبية المفردة هنا تصل إلى أنسجتنا. علاوة على ذلك ، لا نرى خلايا عصبية إضافية إلا في العقد والنواة والقشرة. هذا لأن كل خلية عصبية في سلسلة تقدم زمن انتقال.

الكمون في الدوائر الحسية والحركية مهم جدًا للبقاء على قيد الحياة. ذكاءنا محدود بسبب الضغط للحصول على وقت رد فعل مرغوب فيه. وقت رد الفعل يرتبط بالذكاء. هذا هو السبب في توقيت الاختبارات من هذا النوع.

هناك عامل آخر في الذكاء يتعلق بعدد الخلايا العصبية: زيادة المادة الرمادية تعني زيادة في المادة البيضاء. كانت هناك بعض التكهنات بأن البشر قد وصلوا تقريبًا إلى الحد الأقصى من قدرتنا المعرفية ، حيث تم الوصول إلى قدرتنا على تخزين المادة البيضاء.

يبدو أننا نشغل منطقة Goldilocks الذكية حيث يكون وقت رد الفعل واستهلاك الطاقة والمادة البيضاء في حالة توازن شبه مثالي. إنه توازن هذه الأشياء ، وتطور الدوائر نفسها التي تحدد الذكاء ، وليس عدد الخلايا العصبية.

إليك رابط أخبار حول نفاد مساحة المادة البيضاء

فيما يلي دراسة تربط وقت الإدراك بوقت رد الفعل


ليس هناك شك في وجود علاقة تقريبية بين عدد الخلايا العصبية وقدرة الذكاء في أ الطريقة العامة من النظر إلى "طيف" الأنواع البيولوجية في الخارج من البشر. انظر ويكيبيديا قائمة الحيوانات حسب عدد الخلايا العصبية. على سبيل المثال في اختلافات واسعة مثل مقارنة الحشرات مع الرئيسيات وما إلى ذلك. هناك أيضًا ارتباط تقريبي بين عدد الخلايا العصبية وكتلة الجسم وإجمالي عدد الخلايا في الحيوانات. ولكن داخل نوع واحد ، ربما لا يكون للاختلافات الصغيرة في عدد الخلايا العصبية تأثير كبير على الذكاء الكلي. ومن المعروف أيضًا أن الإنسان البدائي البدائي ، وهو ما يقرب من 30 ألف عام سابق لـ [الإنسان العاقل] كان لديه تجويف دماغي أكبر وبالتالي يفترض أنه يحتوي على عدد أكبر من الخلايا العصبية ولكن يبدو أنه أقل قدرة فكرية من الإنسان العاقل ، وربما كان أحد العوامل في انقراضه بسبب الضغوط التطورية التنافسية. حتى أنواع الغوريلا المختلفة لديها كتلة دماغية أكبر وبالتالي يمكن تصور كميات أكبر من الخلايا العصبية (في ظل افتراض تقريبي أن كثافة الخلايا العصبية لكل كتلة لن تختلف بشدة).

يُعتقد أيضًا أن حجم الدماغ قد تأثر بالضغط التطوري مع حجم جمجمة أصغر والذي يجب أن يتناسب بشكل مريح من خلال قناة الولادة كقيد. هناك جانب آخر يجب دراسته وهو الجهاز العصبي المعوي في الإنسان الذي يحتوي على عدد كبير من الخلايا العصبية ولكن لا يبدو أنه يُظهر "ذكاء" كبير قابل للقياس بالمعنى الكلاسيكي لتوجيه سلوك الحيوان ، ولكنه يستخدم معالجة مهمة لإدارة التحكم في الجهاز الهضمي .

جانب آخر من السؤال الذي يجب مراعاته: موت الخلايا المبرمج في الجهاز العصبي النامي. تموت أعداد كبيرة من الخلايا العصبية أثناء التطور الطبيعي للولادة في "النوافذ الحرجة" ويبدو أن هذا يظهر أن العدد الإجمالي للخلايا العصبية من الناحية البيولوجية ليس مقياسًا رئيسيًا أو متحكمًا في الذكاء (وإلا فإن الضغوط التطورية تميل إلى تقليل هذا). يبدو أن الجهاز العصبي ينمو خلايا عصبية "إضافية" أكثر من "الضروري" للعمل السلس للكائن البشري.


علم الأعصاب والذكاء

علم الأعصاب والذكاء يشير إلى العوامل العصبية المختلفة المسؤولة جزئيًا عن اختلاف الذكاء داخل الأنواع أو بين الأنواع المختلفة. لقد ركز قدر كبير من البحث في هذا المجال على الأساس العصبي للذكاء البشري. تتألف المناهج التاريخية لدراسة علم الأعصاب للذكاء من ربط معلمات الرأس الخارجية ، على سبيل المثال محيط الرأس ، بالذكاء. [1] كما تم استخدام مقاييس ما بعد الوفاة لوزن المخ وحجم المخ. [1] تركز المنهجيات الأحدث على فحص ارتباطات الذكاء داخل الدماغ الحي باستخدام تقنيات مثل التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) ، والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) ، والتخطيط الكهربائي للدماغ (EEG) ، والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، وغير ذلك من المقاييس غير الغازية لبنية الدماغ والنشاط. [1]

تمكن الباحثون من تحديد ارتباطات الذكاء داخل الدماغ وعمله. يتضمن ذلك الحجم الكلي للدماغ ، [2] حجم المادة الرمادية ، [3] حجم المادة البيضاء ، [4] سلامة المادة البيضاء ، [5] سمك القشرة [3] والكفاءة العصبية. [6] على الرغم من أن قاعدة الأدلة لفهمنا للأساس العصبي للذكاء البشري قد زادت بشكل كبير على مدى الثلاثين عامًا الماضية ، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهمها بشكل كامل. [1]

تم فحص الأساس العصبي للذكاء أيضًا في حيوانات مثل الرئيسيات والحيتانيات والقوارض. [7]


إعادة النظر

  1. تحديد الأجزاء الثلاثة الرئيسية للخلايا العصبية ووظائفها.
  2. صِفْ غمد المايلين وعُقد رانفييه. كيف يسمح ترتيبها للنبضات العصبية بالانتقال بسرعة كبيرة على طول المحاور؟
  3. ما هو المشبك؟
  4. حدد تكوين الخلايا العصبية. ما هي احتمالية تكون الخلايا العصبية في دماغ الإنسان؟
  5. ربط الخلايا العصبية بأنواع مختلفة من الأنسجة العصبية.
  6. قارن بين الخلايا العصبية الحسية والحركية.
  7. تحديد دور interneurons.
  8. لكل نوع من الخلايا العصبية أدناه ، حدد ما إذا كانت الخلايا العصبية الحسية ، أو الخلايا العصبية الحركية ، أو الخلايا العصبية الداخلية.
    1. تستقبل الخلية العصبية في الحبل الشوكي معلومات اللمس ثم تنقل هذه المعلومات إلى عصبون آخر في الحبل الشوكي الذي يتحكم في حركة عضلة الذراع.
    2. خلية عصبية تأخذ معلومات التذوق من لسانك وترسلها إلى عقلك.
    3. تحفز عصبون الحبل الشوكي العضلة على الانقباض.
    1. الخلايا العصبية الحسية
    2. الخلايا العصبية البيضاء
    3. الخلايا العصبية للجهاز العصبي المحيطي
    4. الخلايا الدبقية

    وجدت الدراسة أن الذكاء مرتبط بعدد أقل من الوصلات العصبية وليس أكثر

    17 مايو (يو بي آي) - قد يتباهى أذكى الناس بخلايا عصبية أكثر من أولئك الذين يتمتعون بذكاء متوسط ​​، لكن أدمغتهم لديها اتصالات عصبية أقل ، حسبما أثبت بحث جديد.

    استعان علماء الأعصاب في ألمانيا بـ 259 مشاركًا ، رجالًا ونساءً ، لإجراء اختبارات الذكاء وتصوير أدمغتهم. قدم الاختبار مقياسًا لذكاء كل مشارك ، بينما كشف تشتت اتجاه النوريت وتصوير الكثافة عن عدد التشعبات ، أو الوصلات العصبية ، في دماغ كل مشارك.

    كشف البحث عن وجود علاقة قوية بين عدد التشعبات في القشرة الدماغية للشخص وذكائه. كان لدى المشاركين الأذكى عدد أقل من الاتصالات العصبية في القشرة الدماغية لديهم.

    أكد الباحثون الارتباط في استطلاع متابعة باستخدام بيانات مصدرها Human Connectome Project ، بما في ذلك درجات الذكاء وصور الدماغ لـ 500 فرد.

    قال إيرهان جينتش ، الباحث في جامعة رور بوخوم ، في بيان صحفي: "كان الافتراض أن الأدمغة الأكبر تحتوي على المزيد من الخلايا العصبية ، وبالتالي تمتلك قوة حسابية أكبر".

    ومع ذلك ، فقد أظهرت الدراسات السابقة أن أدمغة الأشخاص الأكثر ذكاءً تتميز بنشاط أقل من الخلايا العصبية أثناء إجراء الاختبار مقارنةً بالأفراد الأقل ذكاءً.

    يخلص جينتش إلى أن "الأدمغة الذكية تمتلك اتصالات عصبية ضعيفة لكنها فعالة". "وبالتالي ، فإنهم يتباهون بأداء عقلي عالي في نشاط عصبي منخفض."

    النتائج ، التي نُشرت هذا الأسبوع في مجلة Nature Communications ، هي الأحدث التي تشير إلى اختلافات صغيرة نسبيًا على مستوى البنية الدقيقة للدماغ يمكن أن تفسر الاختلافات المهمة من حيث الوظيفة والأداء.

    كشفت الدراسات السابقة عن وجود روابط بين طول وصلات التغصنات وعزلها والقدرات المعرفية للشخص.


    3 تقدير ذكاء الحيوان عن طريق المسح: النتائج

    3.0.1 المسح التجريبي

    سوف نقدم فقط النتائج من اللوحة الصغيرة هنا ، ولكن يمكن العثور على البيانات الكاملة من هذا القسم في الملف التكميلي.

    برز استخدام الأداة وديناميكيات المجموعة والتشغيل كأهم الفئات ، وفقًا لتصنيف المشاركين ، مع تصنيف نطاق التنقل والمضخم واختيار المأوى على أنه الأقل أهمية. عبر معظم الفئات ، وخاصة تلك التي تم تصنيفها على أنها أكثر أهمية ، كان هناك اتفاق قوي على ذلك Samiri , آرا و بسيتاكوس مرتبة أوتوس . كان هناك أيضًا اتفاق جيد إلى حد معقول على ذلك Saimiri و آرا مرتبة بسيتاكوس . أخيرا، Saimiri مرتبة بشكل عام آرا ، على الرغم من أن التأثير كان أقل قوة من المقارنات الأخرى.

    الشكل 2: تشير الحقول بدون درجات ("رعاية الصغار" لـ Aotus) إلى أنه تم العثور على بيانات غير كافية لتكوين وصف سلوكي لهذا الحيوان.

    بالنظر إلى هذه البيانات ، يبدو أن المشاركين قد وجدوا الرئيسيات ذات الأدمغة الصغيرة ، أوتوس ، لعرض السلوك الأقل ذكاءً ، والعثور على الرئيسيات ذات الأدمغة الكبيرة ، Saimiri ، لعرض السلوك الأكثر ذكاءً ، على الرغم من أنه يقع في نطاق مشابه لطائرنا ذو أدمغة كبيرة ، آرا .

    3.0.2 المسح النهائي

    من بين الفئات الأربع ، أفاد المشاركون أن أوصافنا لاستخدام الأداة قدمت أكبر دليل على الذكاء ، لا سيما بالمقارنة مع الفئة الأقل إفادة (اختيار الملاحة والمأوى). يتماشى هذا بشكل جيد مع نمط الإجابات ضمن فئة استخدام الأداة ، حيث كان هناك اتفاق قوي بين المشاركين على ترتيب ترتيب سلوكيات استخدام الأداة ، وكانت الاختلافات بين وسائل سلوك استخدام الأداة هي الأكبر من أي فئة. الأجناس الأكبر حجمًا ، Saimiri و آرا ، كانوا فائزين واضحين في هذه الحالة ، حيث أبلغ المشاركون عن عدم وجود فرق كبير بين هذين.

    لم تكن الديناميكيات الاجتماعية ورعاية الشباب يمكن تمييزها بوضوح عن بعضها البعض من خلال تصنيف الأهمية ، إلا أن المشاركين استجابوا بشكل مختلف تمامًا للأدلة المقدمة في هذه الفئات. كل الأجناس المدرجة ( Saimiri , آرا و بسيتاكوس ) حصلوا على نفس متوسط ​​الدرجات تقريبًا لرعاية الشباب ، مع عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية بينهم. ومع ذلك ، بالنسبة للديناميكيات الاجتماعية ، كانت هناك اختلافات واضحة بين الأجناس ذات الأدمغة الأصغر ، أوتوس و بسيتاكوس ، وكذلك الطائر ذو الدماغ الأكبر والرئيسيات ذات المخ الأصغر. النظر في المقارنة ذات الأهمية الحدودية بين Saimiri و آرا في هذه الفئة ( ص = 0.06 ) ، يبدو أن المشاركين صنفوا الطيور بشكل عام أعلى بقليل من الرئيسيات في الديناميات الاجتماعية. أخيرًا ، تم الحكم على التنقل واختيار المأوى على أنه الأقل أهمية ، ولكن مع ذلك كانت هناك اختلافات واضحة في درجات السلوك بين الطيور والقرود ، مع تفوق الرئيسيات على الطيور ، وعدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين الأحجام.

    الاختلافات في الوسائل
    استخدام الأداة مقابل تحديد التنقل / المأوى استخدام الأداة مقابل الديناميكيات الاجتماعية استخدام الأداة مقابل رعاية الشباب اختيار التنقل / المأوى مقابل الديناميكيات الاجتماعية اختيار الملاحة / المأوى مقابل رعاية الشباب الديناميات الاجتماعية مقابل رعاية الشباب
    1.0 + -0.2 (ع & lt0.001) 0.6 + -0.2 (ع & lt0.001) 0.8 + -0.2 (ع & lt0.001) -0.4 + -0.2 (p & lt0.01) -0.2 + -0.2 (ع = 0.13) 0.2 + -0.2 (ع = 0.32)

    Saimiri vs Ara Saimiri vs Aotus Saimiri vs Psittacus آرا مقابل أوتوس آرا مقابل بسيتاكوس Aotus vs Psittacus
    استخدام الأداة 0.1 + -0.4 (ع = 0.79) 3.7 + -0.4 (ع & lt0.001) (انظر Saimiri vs Aotus) 3.6 + -0.4 (ع & lt0.001) (انظر Ara vs Aotus) غير متوفر
    اختيار الملاحة / المأوى 1.0 + -0.4 (p & lt0.01) -0.5 + -0.4 (ع = 0.29) 0.5 + -0.4 (ع = 0.13) -1.5 + -0.4 (ع & lt0.001) -0.5 + -0.3 (ع = 0.15) 1.0 + -0.4 (p & lt0.01)
    الديناميكية الاجتماعية -0.8 + -0.4 (ع = 0.06) 0.6 + -0.4 (ع = 0.16) -0.3 + -0.4 (ع = 0.51) 1.4 + -0.4 (ع & lt0.001) 0.5 + -0.4 (ع = 0.19) -0.9 + -0.4 (p & lt0.01)
    رعاية الشباب 0.1 + -0.3 (ع = 0.83) لم يتم قياسها -0.3 + -0.3 (ع = 0.38) لم يتم قياسها -0.4 + -0.3 (ع = 0.27) لم يتم قياسها

    الشكل 3: تشير الحقول بدون درجات ("رعاية الصغار" لـ Aotus) إلى أنه تم العثور على بيانات غير كافية لتكوين وصف سلوكي لهذا الحيوان.

    بشكل عام ، يبدو أن المشاركين في هذه العينة وجدوا الفروق الأكبر والأكثر أهمية بين الحيوانين الضخمين والحيوانين ذوات الأدمغة الصغيرة ، وليس بين الرئيسين والطيورين. ومع ذلك ، فقد قاموا بتقييم الطيور أعلى قليلاً في السلوكيات الاجتماعية ، في حين تم تصنيف الرئيسيات أعلى قليلاً في اختيار الملاحة والمأوى.

    من المحتمل أنه نظرًا لأن قسم استخدام الأداة يقارن بين حالات السلوك مع عدم وجود سلوك مشابه ، فقد تكون الاختلافات في تسجيل الدرجات قد تضخمت ، مقارنةً بالمقارنة بين سلوك استخدام الأداة والسلوك غير ذي الصلة في غير الأداة التي تستخدم الحيوان. في الواقع ، من المحتمل أن يكون لدى غير الأداة التي تستخدم الحيوانات في عينتنا سلوكًا لحل المشكلات شبيهًا باستخدام الأداة في ذخيرتها ، والذي كان ببساطة خفيًا بدرجة كافية بحيث لم يتم ملاحظته من قبل المحققين. يمكن اعتبار هذا النوع من السلوك بمثابة مقدمة لتطوير استخدام تلقائي للأداة المعقدة ، وربما يكون هو ما يمكّن الأسير بسيتاكوس لتعلم كيفية حل مشاكل نوع الأداة في بيئة معملية. ومع ذلك ، من اللافت للنظر أن كلا النوعين ذوي الدماغ الأكبر كان لهما دليل قوي على الاستخدام التلقائي للأداة ، سواء كان ذلك مكونًا منتظمًا في حياته اليومية أو استخدامًا جديدًا مثيرًا للإعجاب لشيء غير مألوف ، في حين لم يتم الإبلاغ عن الأجناس ذات الدماغ الأصغر. في البرية المذكورة سلوكيات مماثلة لحل المشكلات.


    مفارقة دماغ الفيل

    لطالما اعتبرنا أنفسنا في قمة القدرات المعرفية بين الحيوانات. لكن هذا يختلف عن كونك في قمة التطور بعدد من الطرق المهمة جدًا. كما أشار مارك توين في عام 1903 ، فإن الافتراض بأن التطور كان طريقًا طويلاً يقود إلى البشر ، حيث أن تتويجه لإنجازه هو أمر غير منطقي تمامًا مثل افتراض أن الغرض الكامل من بناء برج إيفل هو وضع طبقة الطلاء النهائية على طرفه. . علاوة على ذلك ، فإن التطور ليس مرادفًا للتقدم ، ولكنه ببساطة يتغير بمرور الوقت. والبشر ليسوا حتى أصغر الأنواع التي تطورت مؤخرًا. على سبيل المثال ، ظهر أكثر من 500 نوع جديد من أسماك البلطي في بحيرة فيكتوريا ، وهي أصغر البحيرات الأفريقية الكبرى ، منذ أن كانت مليئة بالمياه منذ حوالي 14500 عام.

    ومع ذلك ، هناك شيء فريد في دماغنا يجعله قادرًا إدراكيًا على التفكير حتى في تكوينه وأسباب افتراضه الخاص بأنه يسود على جميع الأدمغة الأخرى. إذا كنا نحن من وضعنا الحيوانات الأخرى تحت المجهر ، وليس العكس ، 1 إذًا يجب أن يمتلك دماغ الإنسان شيئًا لا يمتلكه أي دماغ آخر.

    مرحبا أيها الوسيم: منذ أواخر الستينيات ، تكهن علماء النفس فيما إذا كانت القدرة على التعرف على الذات في المرآة تدل على الذكاء والوعي الذاتي. جيمس بالوج / جيتي إيماجيس

    ستكون الكتلة الهائلة هي المرشح الواضح: إذا كان الدماغ هو ما يولد الإدراك الواعي ، فإن امتلاك المزيد من الدماغ يجب أن يعني فقط المزيد من القدرات المعرفية. ولكن هنا الفيل الموجود في الغرفة هو ، حسنًا ، الفيل - وهو نوع ذو أدمغة أكبر من البشر ، ولكنه غير مجهز بسلوكيات معقدة ومرنة مثل سلوكياتنا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مساواة حجم الدماغ الأكبر بالقدرات المعرفية الأكبر يفترض مسبقًا أن جميع الأدمغة مصنوعة بنفس الطريقة ، بدءًا من علاقة مماثلة بين حجم الدماغ وعدد الخلايا العصبية. لكنني وزملائي كنا نعلم بالفعل أن جميع الأدمغة لم تصنع متشابهة. تتمتع الرئيسيات بميزة واضحة على الثدييات الأخرى ، والتي تكمن في التحول التطوري للأحداث التي أدت إلى الطريقة الاقتصادية التي تضاف بها الخلايا العصبية إلى دماغها ، دون الزيادات الهائلة في متوسط ​​حجم الخلية التي تُلاحظ في الثدييات الأخرى.

    لقد عرفنا أيضًا عدد الخلايا العصبية التي تتكون منها الأدمغة المختلفة ، ولذا يمكننا إعادة صياغة عبارة "المزيد من الدماغ" واختبارها. سيكون العدد الهائل من الخلايا العصبية هو المرشح الواضح ، بغض النظر عن حجم الدماغ ، لأنه إذا كانت الخلايا العصبية هي التي تولد الإدراك الواعي ، فإن وجود المزيد من الخلايا العصبية يعني المزيد من القدرات المعرفية. في الواقع ، على الرغم من أن الاختلافات المعرفية بين الأنواع كان يُعتقد في السابق أنها نوعية ، مع وجود عدد من القدرات المعرفية التي كان يُعتقد في السابق أنها حصرية للبشر ، فمن المسلم به الآن أن الاختلافات المعرفية بين البشر والحيوانات الأخرى هي مسألة درجة. أي أنها اختلافات كمية وليست نوعية.

    هل يمتلك دماغ الفيل الأفريقي ، وهو أثقل بثلاث مرات من دماغنا ، عددًا من الخلايا العصبية أكثر من دماغنا؟

    هل التجارب على الحيوانات مبررة؟

    بواسطة Grigori Guitchounts

    جلس الفأر في منتصف قفصه ، ولا يتحرك إلا استجابةً لمستي ، وحتى ذلك الحين فقط كما لو كان في حركة بطيئة. كان موضوعي ، GRat66 ، يبلغ من العمر بضعة أشهر ، باستثناء ذيلها الطويل العاري. اقرأ أكثر

    استخدامنا لأداتنا معقد بشكل مثير للإعجاب ، وحتى أننا نصمم أدوات لصنع أدوات أخرى - لكن الشمبانزي يستخدم الأغصان كأدوات للحفر بحثًا عن النمل الأبيض ، وتتعلم القرود استخدام المجراف للوصول إلى الطعام بعيدًا عن الأنظار ، ولا تقوم الغربان بتشكيل الأسلاك فقط من أجل تستخدم كأدوات للحصول على الطعام ، ولكن أيضًا احتفظ بها آمنة لإعادة استخدامها لاحقًا.تعلم أليكس ، الببغاء الرمادي الأفريقي المملوك لعالمة النفس إيرين بيبربيرج ، إنتاج كلمات ترمز إلى الأشياء ، وتعلم الشمبانزي والغوريلا ، على الرغم من أنهم لا يستطيعون النطق لأسباب تشريحية ، التواصل بلغة الإشارة. يمكن أن يتعلم الشمبانزي التسلسل الهرمي: إنهم يلعبون ألعابًا حيث يجب عليهم لمس المربعات بالترتيب التصاعدي للأرقام الموضحة سابقًا ، ويقومون بذلك أيضًا وبسرعة البشر المدربين تدريباً عالياً. تتعاون الشمبانزي والفيلة لتأمين طعام بعيد ولا يمكن الوصول إليه بجهودهم وحدها. يبدو أن الشمبانزي ، وكذلك الرئيسيات الأخرى ، يستنتج الحالة العقلية للآخرين ، وهو مطلب لإظهار السلوك المخادع. يبدو أنه حتى الطيور لديها معرفة بالحالة العقلية للأفراد الآخرين ، حيث تقوم طيور العقعق بتخزين الطعام بشكل علني في وجود المتفرجين ثم استرداده ونقله إلى مكان سري بمجرد اختفاء المتفرجين. يبدو أن الشمبانزي والغوريلا والفيلة والدلافين وأيضًا طائر العقعق يتعرفون على أنفسهم في المرآة ، ويستخدمونها لفحص علامة مرئية موضوعة على رؤوسهم.

    هذه اكتشافات أساسية تشهد على القدرات المعرفية للأنواع غير البشرية - لكن هذه الملاحظات الفريدة من نوعها لا تخدم أنواع المقارنات بين الأنواع التي نحتاج إلى إجرائها إذا أردنا اكتشاف ما يدور حول الدماغ يسمح لبعض الأنواع بتحقيق مآثر معرفية بعيدة عن متناول الآخرين. وهنا نواجه مشكلة أخرى ، أكبر مشكلة في هذه المرحلة: كيفية قياس القدرات المعرفية في عدد كبير من الأنواع وبطريقة تولد قياسات يمكن مقارنتها عبر كل تلك الأنواع.

    تم اختبار دراسة عام 2014 لضبط النفس ، وهي القدرة المعرفية التي تعتمد على الجزء قبل الجبهية ، والجزء الترابطي من القشرة الدماغية ، بين عدد من الأنواع الحيوانية - معظمها الرئيسيات ، ولكن أيضًا القوارض الصغيرة ، والحيوانات آكلة اللحوم ، والفيل الآسيوي ، ومجموعة متنوعة أنواع الطيور. ووجدوا أن أفضل ارتباط مع الأداء الصحيح في اختبار ضبط النفس كان الحجم المطلق للدماغ - باستثناء الفيل الآسيوي ، الذي ، على الرغم من كونه أكبر عقل في المجموعة ، فشل فشلاً ذريعًا في المهمة. يتبادر إلى الذهن عدد من الأسباب ، من "لم يهتم بالطعام أو المهمة" إلى "استمتعت بإزعاج القائمين على رعايته بعدم أدائه". (أحب أن أعتقد أن السبب في صعوبة تدريب القرود على القيام بأشياء يسهل على البشر تعلمها هو استيائهم من وضوح المهمة: "هيا ، هل تريد مني التحرك للقيام بذلك؟ شيء أكثر صعوبة للقيام به! Gimme ألعاب الفيديو! ")

    برينياك: تسعى سوزانا هيركولانو هوزيل لمعرفة بالضبط ما يدور حول الدماغ البشري الذي يسمح له بأداء مناورات أكثر تعقيدًا بكثير مما يبدو عليه أدمغة الحيوانات الأخرى. هنا ، تلقي محادثة TED. جيمس دنكان ديفيدسون ، بإذن من TED

    مع ذلك ، فإن الاحتمال الأكثر إثارة للاهتمام بالنسبة لي هو أن الفيل الأفريقي قد لا يمتلك جميع الخلايا العصبية قبل الجبهية في القشرة الدماغية التي يتطلبها حل مهام اتخاذ قرار ضبط النفس مثل تلك الموجودة في الدراسة. بمجرد أن أدركنا أن أدمغة الرئيسيات والقوارض مصنوعة بشكل مختلف ، بأعداد مختلفة من الخلايا العصبية بالنسبة لحجمها ، توقعنا أن دماغ الفيل الأفريقي قد يحتوي على ما لا يقل عن 3 مليارات خلية عصبية في القشرة الدماغية و 21 مليار خلية عصبية في المخيخ ، مقارنة بـ 16 مليارًا و 69 مليارًا ، على الرغم من حجمها الأكبر بكثير - إذا تم بناؤه مثل دماغ القوارض.

    من ناحية أخرى ، إذا تم بناؤه مثل دماغ الرئيسيات ، فإن دماغ الفيل الأفريقي قد يحتوي على 62 مليار خلية عصبية في القشرة الدماغية و 159 مليار خلية عصبية في المخيخ. لكن الأفيال ليست قوارض ولا رئيسيات ، فهي بالطبع تنتمي إلى الطبقة العليا من Afrotheria ، كما يفعل عدد من الحيوانات الصغيرة مثل زبابة الفيل والشامة الذهبية التي درسناها بالفعل - وقررنا أن أدمغتها ، في الواقع ، قد اتسعت إلى حد كبير مثل أدمغة القوارض.

    كان هذا اختبارًا مهمًا للغاية ، إذن: هل يمتلك دماغ الفيل الأفريقي ، الذي يزيد وزنه عن دماغنا أكثر من ثلاثة أضعاف ، عددًا من الخلايا العصبية أكثر من دماغنا؟ إذا كان الأمر كذلك ، فإن فرضيتي القائلة بأن القوى المعرفية تأتي بأعداد مطلقة من الخلايا العصبية ستدحض. ولكن إذا كان الدماغ البشري لا يزال يحتوي على عدد أكبر من الخلايا العصبية من دماغ الفيل الأفريقي الأكبر بكثير ، فإن ذلك من شأنه أن يدعم فرضيتي القائلة بأن أبسط تفسير للقدرات المعرفية الملحوظة للأنواع البشرية هو العدد الملحوظ من الخلايا العصبية في الدماغ ، لا مثيل لها. بغض النظر عن حجم الدماغ. على وجه الخصوص ، توقعت أن يكون عدد الخلايا العصبية في الإنسان أكبر منه في القشرة الدماغية للفيل الأفريقي.

    كان المنطق وراء توقعي هو الأدبيات المعرفية التي لطالما أشادت بالقشرة الدماغية (أو بشكل أكثر دقة ، الجزء الأمامي من القشرة المخية) باعتبارها المقعد الوحيد للإدراك العالي - التفكير المجرد ، واتخاذ القرارات المعقدة ، والتخطيط للمستقبل . ومع ذلك ، فإن جميع القشرة المخية تقريبًا متصلة بالمخيخ من خلال حلقات تربط معالجة المعلومات القشرية والمخيخية ببعضها البعض ، وهناك المزيد والمزيد من الدراسات التي تشير إلى تورط المخيخ في الوظائف المعرفية للقشرة الدماغية ، حيث يعمل الهيكلين جنبا إلى جنب. ولأن هذين الهيكلين معًا يمثلان الغالبية العظمى من جميع الخلايا العصبية في الدماغ ، يجب أن ترتبط القدرات المعرفية بشكل جيد مع عدد الخلايا العصبية في الدماغ كله ، في القشرة الدماغية ، وفي المخيخ.

    وهذا هو السبب في أن النتائج التي توصلنا إليها بشأن دماغ الفيل الأفريقي كانت أفضل من المتوقع.

    شوربة المخ بالغالون

    يزن نصف الكرة المخية لفيل أفريقي أكثر من 2.5 كيلوغرام ، مما يعني أنه من الواضح أنه يجب تقطيعه إلى مئات القطع الصغيرة للمعالجة والعد منذ تحويل الدماغ إلى حساء لتحديد عدد الخلايا العصبية داخلها مع قطع لا تزيد عن من 3 إلى 5 جرام من الأنسجة في وقت واحد. أردت أن يكون القطع منهجيًا ، وليس عشوائيًا. لقد استخدمنا سابقًا آلة تقطيع اللحم اللذيذة لتحويل نصف كرة دماغ الإنسان إلى سلسلة كاملة من القطع الرفيعة. كانت آلة التقطيع رائعة لفصل التلافيف القشرية - لكن كان لها عيب رئيسي واحد: بقيت الكثير من مادة الدماغ البشري على نصلتها الدائرية ، مما استبعد تقديرات العدد الإجمالي للخلايا في نصف الكرة الأرضية. إذا أردنا معرفة العدد الإجمالي للخلايا العصبية في نصف الكرة المخية للأفيال ، كان علينا قطعها يدويًا ، وفي شرائح أكثر سمكًا ، لتقليل الخسائر النهائية إلى درجة جعلها لا تذكر.

    لماذا تنفق 100000 دولار في حين أن سكين الجزار يمكن أن يؤدي المهمة بشكل جيد بما فيه الكفاية؟

    وهكذا بدأ اليوم في متجر الأجهزة ، حيث ذهبت أنا وابنتي (كانت العطلة المدرسية قد بدأت للتو) للبحث عن الأقواس على شكل L لتكون بمثابة إطارات صلبة ومسطحة ومنتظمة لقطع نصف كرة الفيل ، بالإضافة إلى أطول سكين يمكنني حمله بيد واحدة. (كانت هذه فرصة لا ينبغي تفويتها لمراهق صغير ، بعد سنوات يمكن أن يقول ، "مرحبًا يا أمي ، هل تتذكر اليوم الذي قطعنا فيه دماغ فيل؟") لقد قطعنا أولاً التعزيزات الهيكلية للأقواس L ثم جعل عقل الفيل مناسبًا للداخل. بالتأكيد ، هناك آلات فاخرة بقيمة 100000 دولار من شأنها أن تؤدي المهمة إلى حد الكمال ، ولكن لماذا تنفق هذا القدر من المال في حين أن سكين الجزار اليدوي يؤدي المهمة بشكل جيد بما فيه الكفاية؟

    لقد وضعت نصف الكرة الأرضية بشكل مسطح على سطح المقعد ، مؤطرًا داخل قوسين على شكل حرف L. قام أحد الطلاب بإمساك الإطارات في مكانها بينما كنت أمسك نصف الكرة الأرضية بيدي اليسرى وشقها بقوة ولكن برفق من خلال الدماغ بحركات ذهابًا وإيابًا. بعد ذلك بعدة جروح ، أيضًا في النصف الخلفي بالإضافة إلى المخيخ ، وكان لدينا "رغيف" من دماغ الفيل مقطوعًا بالكامل على سطح الطاولة: 16 قسمًا عبر نصف الكرة القشرية ، وثمانية من خلال المخيخ ، بالإضافة إلى جذع الدماغ بالكامل و بصلة شمية عملاقة تزن 20 جرامًا (10 أضعاف كتلة دماغ الجرذ) تكمن منفصلة.

    عد الخلايا العصبية: قامت سوزانا هيركولانو هوزيل وطلابها بتقطيع مقطع عرضي لدماغ فيل ، كما هو موضح هنا ، لتحديد عدد الخلايا العصبية الموجودة فيه ومقارنتها بما هو موجود في دماغ الإنسان. بإذن من المؤلف

    بعد ذلك ، كان علينا فصل الهياكل الداخلية - المخطط ، المهاد ، الحصين - عن القشرة ، ثم قطع القشرة إلى قطع أصغر للمعالجة ، ثم فصل كل من هذه القطع إلى مادة رمادية وبيضاء. إجمالاً ، كان لدينا 381 قطعة من الأنسجة ، كان معظمها لا يزال أكبر بعدة مرات من الـ 5 جرام التي يمكننا معالجتها في وقت واحد. كان إلى حد بعيد معظم الأنسجة التي عولجناها. شخص واحد يعمل بمفرده ويعالج قطعة واحدة من الأنسجة يوميًا سيحتاج إلى أكثر من عام واحد - بدون توقف - لإنهاء المهمة. من الواضح أن هذا يجب أن يكون مجهودًا جماعيًا ، خاصة إذا كنت أرغب في الحصول على النتائج في مدة لا تزيد عن ستة أشهر. ولكن ، حتى مع وجود جيش صغير من الطلاب الجامعيين ، فقد استغرق الأمر وقتًا طويلاً: مر شهران وتمت معالجة عُشر نصف الكرة المخية فقط. كان لا بد من فعل شيء.

    جاءت الرأسمالية للإنقاذ. قمت ببعض العمليات الحسابية وأدركت أن لدي حوالي 2500 دولار لأوفرها - ما يقرب من دولار واحد لكل جرام من الأنسجة لتتم معالجته. جمعت الفريق وقدمت لهم عرضًا: يمكن لأي شخص أن يساعد ، وسيكافأ الجميع ماليًا بنفس المبلغ. تشكلت شراكات صغيرة بسرعة ، حيث يقوم أحد الطلاب بالطحن ، ويقوم الآخر بالعد ، ويتشارك كلاهما في العائدات. عملت العجائب. كان زوجي يزور المختبر ويعلق ، في رهبة ، على حشد الطلاب على مقاعد البدلاء ، ويتحدثون بحماسة أثناء العمل بعيدًا (حتى ذلك الحين ، كانوا يعملون في الغالب في نوبات ، حيث كان مختبرًا صغيرًا). استحوذ Jairo Porfírio على مجموعات كبيرة من بقع الأجسام المضادة ، وقمت بإجراء جميع تعداد الخلايا العصبية في المجهر - وفي أقل من ستة أشهر ، تم معالجة نصف الكرة المخية للفيل الأفريقي بالكامل ، كما هو مخطط.

    وها ، دماغ الفيل الأفريقي يحتوي على عدد من الخلايا العصبية أكثر من دماغ الإنسان. وليس فقط عددًا قليلاً: ثلاثة أضعاف عدد الخلايا العصبية ، 257 مليارًا إلى 86 مليار خلية عصبية. لكن - وكان هذا "لكن" ضخمًا وهائلًا - 98 بالمائة من تلك الخلايا العصبية كانت موجودة في المخيخ ، في الجزء الخلفي من الدماغ. في كل الثدييات الأخرى التي فحصناها حتى الآن ، ركز المخيخ معظم الخلايا العصبية في الدماغ ، ولكن ليس أكثر من 80 في المائة منها. ترك التوزيع الاستثنائي للخلايا العصبية داخل دماغ الفيل 5.6 مليار خلية هزيلة نسبيًا في القشرة الدماغية بأكملها. على الرغم من حجم القشرة المخية للفيل الأفريقي ، فإن 5.6 مليار خلية عصبية فيها شاحبة مقارنة بمتوسط ​​16 مليار خلية عصبية مركزة في قشرة الدماغ البشرية الأصغر بكثير.

    لذلك كان هذا هو جوابنا. لا ، لا يحتوي الدماغ البشري على عدد أكبر من الخلايا العصبية من دماغ الفيل الأكبر - لكن القشرة المخية البشرية لديها ما يقرب من ثلاثة أضعاف عدد الخلايا العصبية التي تزيد عن ضعف القشرة الدماغية للفيل. ما لم نكن مستعدين للاعتراف بأن الفيل ، بثلاثة أضعاف عدد الخلايا العصبية في المخيخ (وبالتالي ، في دماغه) ، يجب أن يكون أكثر قدرة معرفية من البشر ، يمكننا استبعاد الفرضية القائلة بأن العدد الإجمالي للخلايا العصبية في المخيخ كان المخيخ بأي شكل من الأشكال مقيدًا أو كافياً لتحديد القدرات المعرفية للدماغ.

    ثم بقيت القشرة الدماغية فقط. لقد أجرت الطبيعة التجربة التي نحتاجها ، حيث فصلت عدد الخلايا العصبية في القشرة الدماغية عن عدد الخلايا العصبية في المخيخ. يمكن أن تُعزى القدرات المعرفية الفائقة للدماغ البشري على دماغ الفيل ببساطة - وفقط - إلى العدد الكبير بشكل ملحوظ من الخلايا العصبية في القشرة الدماغية.

    في حين أننا لا نملك قياسات القدرات المعرفية المطلوبة لمقارنة جميع أنواع الثدييات ، أو على الأقل تلك التي لدينا عدد من الخلايا العصبية القشرية ، يمكننا بالفعل إجراء تنبؤ قابل للاختبار بناءً على هذه الأرقام. إذا كان العدد المطلق للخلايا العصبية في القشرة الدماغية هو القيد الرئيسي للقدرات المعرفية للأنواع ، فإن الترتيب الذي توقعته للأنواع حسب القدرات المعرفية بناءً على عدد الخلايا العصبية في القشرة الدماغية سيبدو كما يلي:

    وهو أكثر منطقية بشكل حدسي من الترتيب الحالي بناءً على كتلة الدماغ ، والذي يضع الحيوانات مثل الزرافة فوق العديد من أنواع الرئيسيات ، مثل هذا:

    كما اتضح ، هناك تفسير بسيط لكيفية أن الدماغ البشري ، وهو وحده ، يمكن أن يكون في نفس الوقت مشابهًا للآخرين في قيوده التطورية ، ومع ذلك فهو مختلف تمامًا لدرجة منحنا القدرة على التفكير. الأصول المادية والميتافيزيقية الخاصة. أولاً ، نحن الرئيسيات ، وهذا يمنح البشر ميزة وجود عدد كبير من الخلايا العصبية المكدسة في قشرة دماغية صغيرة. وثانيًا ، بفضل الابتكار التكنولوجي الذي أدخله أسلافنا ، أفلتنا من القيود النشطة التي تقصر جميع الحيوانات الأخرى على عدد أقل من الخلايا العصبية القشرية التي يمكن توفيرها من خلال نظام غذائي خام في البرية.

    إذن ما الذي لدينا ولا يمتلكه أي حيوان آخر؟ أقول إن عددًا ملحوظًا من الخلايا العصبية في القشرة الدماغية ، وهو الأكبر الموجود حولها ، لا يمكن لأي نوع آخر بلوغه. وماذا نفعل على الإطلاق ولا يفعله أي حيوان آخر ، والذي أعتقد أنه سمح لنا بتجميع هذا العدد الرائع من الخلايا العصبية في المقام الأول؟ نحن نطبخ طعامنا. الباقي - جميع الابتكارات التكنولوجية التي أصبحت ممكنة بفضل هذا العدد الهائل من الخلايا العصبية في قشرتنا الدماغية ، وما أعقب ذلك من انتقال ثقافي لتلك الابتكارات التي أبقت اللولب الذي يحول القدرات إلى قدرات تتحرك صعودًا - هو التاريخ.

    سوزانا هيركولانو هوزيل عالمة أعصاب برازيلية. هي أستاذة مشاركة ورئيسة مختبر التشريح المقارن ، معهد العلوم الطبية الحيوية ، الجامعة الفيدرالية في ريو دي جانيرو.

    مقتبس من الميزة البشرية: فهم جديد لكيفية تحول دماغنا إلى شيء رائع بقلم سوزانا هيركولانو هوزيل نشرته هذا الشهر مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. كل الحقوق محفوظة.


    محتويات

    يجب أن يشرح علم الوعي العلاقة الدقيقة بين الحالات العقلية الذاتية وحالات الدماغ ، وطبيعة العلاقة بين العقل الواعي والتفاعلات الكهروكيميائية في الجسم (مشكلة العقل والجسم). جاء التقدم في علم النفس العصبي وفلسفة الأعصاب من التركيز على الجسد بدلاً من العقل. في هذا السياق ، قد يُنظر إلى الارتباطات العصبية للوعي على أنها أسبابها ، وقد يُنظر إلى الوعي على أنه خاصية تعتمد على الحالة لنظام بيولوجي معقد غير محدد وقابل للتكيف ومتشابك للغاية. [5]

    لا يقدم اكتشاف وتوصيف الارتباطات العصبية نظرية للوعي يمكن أن تشرح كيف تختبر أنظمة معينة أي شيء على الإطلاق ، أو كيف ولماذا ترتبط بالوعي ، ما يسمى بمشكلة الوعي الصعبة ، [6] ولكن فهم NCC قد أن تكون خطوة نحو مثل هذه النظرية. يفترض معظم علماء البيولوجيا العصبية أن المتغيرات التي تؤدي إلى الوعي موجودة على المستوى العصبي ، تحكمها الفيزياء الكلاسيكية ، على الرغم من أن بعض العلماء اقترحوا نظريات للوعي الكمي على أساس ميكانيكا الكم. [7]

    هناك الكثير من التكرار الواضح والتوازي في الشبكات العصبية ، لذلك ، في حين أن النشاط في مجموعة واحدة من الخلايا العصبية قد يرتبط بإدراك في حالة واحدة ، فإن مجموعة سكانية مختلفة قد تتوسط في إدراك ذي صلة إذا فقدت المجموعة السابقة أو تم تعطيلها. قد يكون لكل حالة ظاهرية وذاتية ارتباط عصبي. حيث يمكن تحفيز NCC بشكل مصطنع ، سيختبر الموضوع الإدراك المرتبط ، في حين أن اضطراب أو تعطيل منطقة الارتباط لمفهوم معين سيؤثر على الإدراك أو يتسبب في اختفائه ، مما يعطي علاقة السبب والنتيجة من المنطقة العصبية إلى الطبيعة من الإدراك.

    ما الذي يميز NCC؟ ما هي القواسم المشتركة بين NCC للرؤية والسمع؟ هل ستشمل NCC جميع الخلايا العصبية الهرمية في القشرة في أي نقطة زمنية معينة؟ أم فقط مجموعة فرعية من خلايا الإسقاط بعيد المدى في الفص الأمامي والتي تتجه نحو القشرة الحسية في الخلف؟ الخلايا العصبية التي تطلق النار بطريقة إيقاعية؟ الخلايا العصبية التي تطلق النار بطريقة متزامنة؟ هذه بعض المقترحات التي تم تقديمها على مر السنين. [8]

    تعتمد القدرة المتزايدة لعلماء الأعصاب على معالجة الخلايا العصبية باستخدام طرق من البيولوجيا الجزيئية بالاشتراك مع الأدوات البصرية (على سبيل المثال ، Adamantidis وآخرون .2007) على التطوير المتزامن للمقايسات السلوكية المناسبة والكائنات النموذجية القابلة للتحليل والتلاعب الجينومي على نطاق واسع. إنه مزيج من مثل هذا التحليل العصبي الدقيق في الحيوانات مع تقنيات تصوير نفسية فيزيائية ودماغية أكثر حساسية من أي وقت مضى لدى البشر ، يكملها تطوير إطار تنبؤي نظري قوي ، والذي نأمل أن يؤدي إلى فهم عقلاني للوعي ، وهو أحد أسرار الحياة المركزية.

    هناك بعدين شائعين لكن متميزين للمصطلح الوعي، [9] واحد يشمل إثارة و حالات الوعي والآخر يشمل محتوى الوعي و الدول الواعية. أن تكون واعيًا من أي شيء يجب أن يكون الدماغ في حالة استثارة عالية نسبيًا (تسمى أحيانًا اليقظة) ، سواء في اليقظة أو النوم الريمي ، من ذوي الخبرة بشكل واضح في الأحلام على الرغم من عدم تذكرها عادة. يتقلب مستوى استثارة الدماغ في إيقاع الساعة البيولوجية ولكن قد يتأثر بقلة النوم والمخدرات والكحول والمجهود البدني وما إلى ذلك. حركة عين أو رأس يتجه نحو مصدر الصوت). يستخدم الأطباء أنظمة تسجيل النقاط مثل مقياس غلاسكو للغيبوبة لتقييم مستوى الإثارة لدى المرضى.

    ترتبط حالات الإثارة العالية بالحالات الواعية التي لها محتوى محدد ، أو الرؤية ، أو السمع ، أو التذكر ، أو التخطيط ، أو التخيل بشأن شيء ما. ترتبط مستويات أو حالات الوعي المختلفة بأنواع مختلفة من التجارب الواعية. تختلف حالة "اليقظة" تمامًا عن حالة "الحلم" (على سبيل المثال ، الحالة الأخيرة لديها انعكاس ذاتي ضئيل أو معدوم) وعن حالة النوم العميق. في جميع الحالات الثلاث ، يتأثر علم وظائف الأعضاء الأساسي للدماغ ، كما هو الحال أيضًا تغيرت حالات الوعي، على سبيل المثال بعد تناول المخدرات أو أثناء التأمل عندما يمكن تحسين الإدراك الواعي والبصيرة مقارنة بحالة اليقظة الطبيعية.

    يتحدث الأطباء عنه حالات ضعف في الوعي كما في "حالة الغيبوبة" و "الحالة الخضرية المستمرة" (PVS) و "حالة الحد الأدنى من الوعي" (MCS). هنا ، تشير "الحالة" إلى "كميات" مختلفة من الوعي الخارجي / الجسدي ، من الغياب التام في الغيبوبة ، والحالة الخضرية المستمرة والتخدير العام ، إلى شكل متقلب ومحدود من الإحساس الواعي في حالة الحد الأدنى من الوعي مثل المشي أثناء النوم أو خلال نوبة صرع جزئية معقدة. [10] إن ذخيرة الحالات أو الخبرات الواعية التي يمكن الوصول إليها للمريض في حالة الحد الأدنى من الوعي محدودة نسبيًا. لا يوجد استثارة في الموت الدماغي ، لكن من غير المعروف ما إذا كانت ذاتية التجربة قد توقفت ، بدلاً من ارتباطها الملحوظ بالكائن الحي.أظهر التصوير العصبي الوظيفي أن أجزاءً من القشرة المخية لا تزال نشطة في المرضى الخضريين الذين يُفترض أنهم فاقدون للوعي [11] ومع ذلك ، يبدو أن هذه المناطق منفصلة وظيفيًا عن المناطق القشرية الترابطية التي يحتاج نشاطها للوعي.

    القدرة ثراء التجربة الواعية يبدو أنه يزداد من النوم العميق إلى النعاس إلى اليقظة الكاملة ، كما يمكن قياسه باستخدام مفاهيم من نظرية التعقيد التي تتضمن كلاً من الأبعاد بالإضافة إلى دقة التجربة الواعية لإعطاء حساب نظري للمعلومات المتكاملة للوعي. [12] مع زيادة الاستثارة السلوكية ، يزداد نطاق وتعقيد السلوك المحتمل. ومع ذلك ، في نوم حركة العين السريعة ، هناك حالة توتر مميزة ، وإثارة حركية منخفضة ، ويصعب على الشخص الاستيقاظ ، ولكن لا يزال هناك نشاط استقلابي وكهربائي للدماغ وإدراك حي.

    يجب أن تعمل العديد من النوى ذات التوقيعات الكيميائية المميزة في المهاد ، والدماغ المتوسط ​​، والعظام حتى يكون الشخص في حالة كافية من الإثارة الدماغية لتجربة أي شيء على الإطلاق. وبالتالي تنتمي هذه النوى إلى العوامل التمكينية للوعي. على العكس من ذلك ، من المحتمل أن المحتوى المحدد لأي إحساس واعٍ معين يتم توسطه بواسطة خلايا عصبية معينة في القشرة والبنى الساتلية المرتبطة بها ، بما في ذلك اللوزة المخية والمهاد والكلوستروم والعقد القاعدية.

    إن إمكانية التلاعب الدقيق بالمفاهيم المرئية في الزمان والمكان جعلت الرؤية طريقة مفضلة في البحث عن NCC. لقد أتقن علماء النفس عددًا من التقنيات - الإخفاء ، التنافس بين العينين ، قمع الفلاش المستمر ، العمى الناجم عن الحركة ، تغيير العمى ، العمى غير المقصود - حيث تبدو العلاقة بسيطة وواضحة بين المنبه الجسدي في العالم والمفهوم المرتبط به في خصوصية عقل الموضوع مشوش. [13] على وجه الخصوص ، يمكن كبت المنبه الإدراكي لثواني أو حتى دقائق في كل مرة: يتم عرض الصورة في إحدى عيني المراقب ولكنها غير مرئية ولا يمكن رؤيتها. بهذه الطريقة ، يمكن عزل الآليات العصبية التي تستجيب للإدراك الذاتي بدلاً من التحفيز المادي ، مما يسمح بتتبع الوعي البصري في الدماغ. في الوهم الإدراكي، يظل الحافز المادي ثابتًا بينما يتقلب الإدراك. أفضل مثال معروف هو نيكر كيوب التي يمكن رؤية خطوطها الـ 12 بإحدى طريقتين مختلفتين في العمق.

    الوهم الإدراكي الذي يمكن التحكم فيه بدقة هو التنافس مجهر. هنا ، يتم عرض صورة صغيرة ، على سبيل المثال ، شبكة أفقية ، للعين اليسرى ، وتظهر صورة أخرى ، على سبيل المثال ، شبكة رأسية ، إلى الموقع المقابل في العين اليمنى. على الرغم من التحفيز البصري المستمر ، يرى المراقبون بوعي أن المحزوز الأفقي يتناوب كل بضع ثوان مع الحافز الرأسي. لا يسمح الدماغ بالإدراك المتزامن لكلتا الصورتين.

    سجل Logothetis وزملاؤه [15] مجموعة متنوعة من المناطق القشرية البصرية في قرود المكاك المستيقظة التي تؤدي مهمة تنافس مجهر. يمكن تدريب قرود المكاك على الإبلاغ عما إذا كانوا يرون الصورة اليسرى أو اليمنى. إن توزيع أوقات التبديل والطريقة التي يؤثر بها تغيير التباين في عين واحدة على هذه العوامل لا يترك مجالًا للشك في أن القردة والبشر يعانون من نفس الظاهرة الأساسية. في القشرة البصرية الأولية (V1) ، قام جزء صغير فقط من الخلايا بتعديل استجابتها بشكل ضعيف كدالة لإدراك القرد بينما استجابت معظم الخلايا لأحد التحفيز الشبكي أو الآخر مع القليل من الاهتمام لما كان يدركه الحيوان في ذلك الوقت. ولكن في منطقة قشرية عالية المستوى مثل القشرة الصدغية السفلية على طول التيار البطني ، استجابت جميع الخلايا العصبية تقريبًا فقط للمنبه السائد إدراكيًا ، بحيث لا تنطلق خلية "الوجه" إلا عندما أشار الحيوان إلى أنه رأى الوجه وليس عرض النمط للعين الأخرى. هذا يعني أن NCC تشمل الخلايا العصبية النشطة في القشرة الصدغية السفلية: من المحتمل أن تكون الإجراءات المتبادلة المحددة للخلايا العصبية في الصدغي السفلي وأجزاء من قشرة الفص الجبهي ضرورية.

    يُظهر عدد من تجارب الرنين المغناطيسي الوظيفي التي استغلت التنافس ثنائي العين والأوهام ذات الصلة لتحديد النشاط الديناميكي للدورة الكامنة وراء الوعي البصري لدى البشر بشكل قاطع تمامًا أن النشاط في المراحل العليا من المسار البطني (على سبيل المثال ، منطقة الوجه المغزلي ومنطقة المكان المجاور للحصين) كما هو الحال في المناطق المبكرة ، بما في ذلك V1 والنواة الركبية الجانبية (LGN) ، تتبع الإدراك وليس التحفيز الشبكي. [16] علاوة على ذلك ، فإن عددًا من تجارب الرنين المغناطيسي الوظيفي [17] [18] وتجارب DTI [19] تشير إلى أن V1 ضروري ولكنه غير كافٍ للوعي البصري. [20]

    في ظاهرة إدراكية ذات صلة ، قمع فلاش، يتم منع الإدراك المرتبط بالصورة المسقطة في عين واحدة عن طريق وميض صورة أخرى في العين الأخرى بينما تظل الصورة الأصلية. ميزتها المنهجية على التنافس بين العينين هي أن توقيت الانتقال الإدراكي يتم تحديده بواسطة محفز خارجي وليس حدث داخلي. غالبية الخلايا في القشرة الصدغية السفلية والتلم الصدغي العلوي للقرود المدربة على الإبلاغ عن إدراكها أثناء قمع الفلاش تتبع تصور الحيوان: عندما يتم إدراك المنبه المفضل للخلية ، تستجيب الخلية. إذا كانت الصورة لا تزال موجودة على شبكية العين ولكن تم كبتها إدراكيًا ، فإن الخلية تصمت ، على الرغم من إطلاق الخلايا العصبية للقشرة البصرية الأولية. [21] [22] تسجيلات الخلايا العصبية المفردة في الفص الصدغي الإنسي لمرضى الصرع أثناء قمع الفلاش بالمثل تُظهر إلغاء الاستجابة عندما يكون المنبه المفضل موجودًا ولكن محجوبًا إدراكيًا. [23]

    نظرًا لعدم وجود أي معيار مقبول للحد الأدنى من الارتباطات العصبية الضرورية للوعي ، فإن التمييز بين مريض نباتي مستمر يظهر تحولات منتظمة لموجة النوم وقد يكون قادرًا على الحركة أو الابتسام ، والمريض الذي لا يعرف الحد الأدنى من الوعي والذي يمكنه التواصل (في بعض الأحيان) ) بطريقة ذات مغزى (على سبيل المثال ، عن طريق حركات العين التفاضلية) والذي يظهر بعض علامات الوعي ، غالبًا ما يكون صعبًا. في التخدير الشامل ، يجب ألا يعاني المريض من صدمة نفسية ولكن يجب أن يكون مستوى الإثارة متوافقًا مع المتطلبات السريرية.

    أظهر الرنين المغناطيسي الوظيفي المعتمد على مستوى الأكسجين في الدم أنماطًا طبيعية لنشاط الدماغ لدى مريض في حالة إنباتية بعد إصابة دماغية رضحية شديدة عندما طُلب منه تخيل لعب التنس أو زيارة الغرف في منزله / منزلها. [25] التصوير الدماغي التفاضلي للمرضى الذين يعانون من مثل هذه الاضطرابات العالمية في الوعي (بما في ذلك الخرس الحركي) يكشف عن أن الخلل الوظيفي في الشبكة القشرية المنتشرة بما في ذلك المناطق الترابطية الأمامية والجانبية الجانبية والجدارية يرتبط بفقدان الوعي العالمي. [26] كان ضعف الوعي في نوبات الصرع في الفص الصدغي مصحوبًا أيضًا بانخفاض في تدفق الدم الدماغي في قشرة الارتباط الأمامية والجدارية وزيادة في هياكل خط الوسط مثل المهاد الأوسط. [27]

    يمكن أن تتسبب الإصابات الثنائية المحلية نسبيًا في الهياكل تحت القشرية في خط الوسط (المساعد) في فقدان الوعي التام. [28] وبالتالي فإن هذه الهياكل ممكن والتحكم في إثارة الدماغ (على النحو الذي يحدده النشاط الأيضي أو الكهربائي) والارتباطات العصبية الضرورية. أحد الأمثلة على ذلك هو المجموعة غير المتجانسة لأكثر من عشرين نواة على كل جانب من جذع الدماغ العلوي (الجسر ، الدماغ المتوسط ​​وفي منطقة ما تحت المهاد الخلفي) ، يشار إليها مجتمعة باسم نظام التنشيط الشبكي (RAS). تبرز محاورهم على نطاق واسع في جميع أنحاء الدماغ. هذه النوى - مجموعات ثلاثية الأبعاد من الخلايا العصبية مع بنيتها الخلوية وهويتها الكيميائية العصبية - تطلق مُعدِّلات عصبية مميزة مثل أستيل كولين ، نورأدرينالين / نورإبينفرين ، سيروتونين ، هيستامين وأوريكسين / هيبوكريتين للتحكم في استثارة المهاد والدماغ الأمامي ، بالتوسط بالتناوب بين اليقظة والنوم وكذلك المستوى العام للإثارة السلوكية والدماغية. بعد هذه الصدمة ، ومع ذلك ، في نهاية المطاف يمكن لاستثارة المهاد والدماغ الأمامي أن يتعافى ويمكن أن يعود الوعي. [29] هناك عامل مساعد آخر للوعي وهو النوى الخمسة أو أكثر داخل الصفيحة (ILN) في المهاد. تتلقى هذه المدخلات من العديد من نوى جذع الدماغ وتبرز بقوة ، مباشرة إلى العقد القاعدية ، وبطريقة أكثر توزيعًا ، في الطبقة الأولى من معظم القشرة المخية الحديثة. الآفات الصغيرة نسبيًا (1 سم 3 أو أقل) في ثنائية ILN المهادية تقضي تمامًا على كل الوعي. [30]

    العديد من الإجراءات التي تستجيب للمدخلات الحسية تكون سريعة وعابرة ومنمطة وغير واعية. [31] يمكن اعتبارها ردود فعل قشرية وتتميز باستجابات نمطية سريعة إلى حد ما يمكن أن تتخذ شكل سلوك آلي معقد إلى حد ما كما هو واضح ، على سبيل المثال ، في نوبات الصرع الجزئية المعقدة. تسمى هذه الردود الآلية أحيانًا سلوكيات الزومبي، [32] يمكن أن يتناقض مع الوضع الواعي الأبطأ لجميع الأغراض الذي يتعامل بشكل أبطأ مع الجوانب الأوسع والأقل نمطيًا للمدخلات الحسية (أو انعكاس هذه ، كما في الصور) ويستغرق وقتًا لاتخاذ قرار بشأن الأفكار المناسبة و استجابات. بدون وضع الوعي هذا ، ستكون هناك حاجة لعدد كبير من أوضاع الزومبي المختلفة للرد على الأحداث غير العادية.

    الميزة التي تميز البشر عن معظم الحيوانات هي أننا لا نولد بمجموعة واسعة من البرامج السلوكية التي من شأنها أن تمكننا من البقاء على قيد الحياة بمفردنا ("الخداج الفسيولوجي"). للتعويض عن ذلك ، لدينا قدرة لا مثيل لها على التعلم ، أي اكتساب هذه البرامج بوعي عن طريق التقليد أو الاستكشاف. بمجرد الحصول عليها بوعي وممارستها بشكل كافٍ ، يمكن أن تصبح هذه البرامج آلية إلى الحد الذي يحدث فيه تنفيذها خارج نطاق وعينا. خذ ، على سبيل المثال ، المهارات الحركية الدقيقة المذهلة التي تمارس في العزف على سوناتا بيانو بيتهوفن أو التنسيق الحسي المطلوب لركوب دراجة نارية على طول طريق جبلي متعرج. هذه السلوكيات المعقدة ممكنة فقط لأن عددًا كافيًا من البرامج الفرعية المعنية يمكن تنفيذها بأقل قدر من التحكم الواعي أو حتى مع وقف التنفيذ. في الواقع ، قد يتدخل النظام الواعي في الواقع إلى حد ما مع هذه البرامج الآلية. [33]

    من وجهة نظر تطورية ، من المنطقي أن يكون لديك برامج سلوكية مؤتمتة يمكن تنفيذها بسرعة بطريقة نمطية وآلية ، ونظام أبطأ قليلاً يتيح وقتًا للتفكير والتخطيط لسلوك أكثر تعقيدًا. قد يكون هذا الجانب الأخير أحد الوظائف الرئيسية للوعي. ومع ذلك ، فقد اقترح فلاسفة آخرون أن الوعي لن يكون ضروريًا لأي ميزة وظيفية في العمليات التطورية. [34] [35] لم يقدم أحد تفسيرًا سببيًا ، كما يجادلون ، لماذا لن يكون من الممكن لكائن حي غير واعي مكافئ وظيفيًا (مثل الزومبي الفلسفي) تحقيق نفس مزايا البقاء على قيد الحياة مثل الكائن الحي الواعي . إذا كانت العمليات التطورية عمياء عن الفرق بين الوظيفة F يتم إجراؤها بواسطة كائن واعٍ ا والكائن غير الواعي س *، من غير الواضح ما الذي يمكن أن يوفره وعي الميزة التكيفية. [36] ونتيجة لذلك ، حظي التفسير الاستثنائي للوعي بتأييد بعض المنظرين الذين افترضوا أن الوعي لم يتطور كتكيف ، ولكنه كان تعديلاً ناشئًا نتيجة لتطورات أخرى مثل الزيادات في حجم الدماغ أو إعادة الترتيب القشري. [37] تمت مقارنة الوعي بهذا المعنى بالنقطة العمياء في شبكية العين حيث لا يكون تكيفًا للشبكية ، بل مجرد نتيجة ثانوية للطريقة التي تم بها توصيل محاور الشبكية. [38] أشار العديد من العلماء بما في ذلك بينكر وتشومسكي وإيدلمان ولوريا إلى أهمية ظهور اللغة البشرية كآلية تنظيمية مهمة للتعلم والذاكرة في سياق تطوير الوعي الأعلى.

    يبدو من الممكن أن أنماط الزومبي المرئية في القشرة المخية تستخدم بشكل أساسي التيار الظهري في المنطقة الجدارية. [31] ومع ذلك ، يمكن أن يؤثر النشاط الجداري على الوعي من خلال إحداث تأثيرات الانتباه على التيار البطني ، على الأقل في ظل بعض الظروف. يعتمد الوضع الواعي للرؤية إلى حد كبير على المناطق المرئية المبكرة (بعد V1) وخاصة على التيار البطني.

    يمكن إجراء معالجة بصرية معقدة على ما يبدو (مثل اكتشاف الحيوانات في المشاهد الطبيعية المزدحمة) بواسطة القشرة البشرية في غضون 130-150 مللي ثانية ، [39] [40] وهي أقصر من أن تحدث حركات العين والإدراك الواعي. علاوة على ذلك ، تحدث ردود الفعل مثل المنعكس العيني الشظوي في نطاقات زمنية أسرع. من المعقول تمامًا أن يتم التوسط في مثل هذه السلوكيات من خلال موجة حركة تلقائية بحتة من نشاط تصاعد يمر من شبكية العين عبر V1 ، إلى V4 ، و IT وقشرة الفص الجبهي ، حتى تؤثر على الخلايا العصبية الحركية في النخاع الشوكي التي تتحكم في ضغط الإصبع ( كما في تجربة معملية نموذجية). يتم دعم الفرضية القائلة بأن المعالجة الأساسية للمعلومات تتم بشكل مباشر بشكل مباشر من خلال الفترات القصيرة (حوالي 100 مللي ثانية) المطلوبة لاستجابة انتقائية لتظهر في خلايا تكنولوجيا المعلومات.

    بالمقابل ، يُعتقد أن الإدراك الواعي يتطلب نشاطًا عصبيًا أكثر استدامة وانعكاسية ، على الأرجح عبر ردود الفعل العالمية من المناطق الأمامية للقشرة المخية الحديثة إلى المناطق القشرية الحسية [20] التي تتراكم بمرور الوقت حتى تتجاوز العتبة الحرجة. في هذه المرحلة ، ينتشر النشاط العصبي المستدام بسرعة إلى المناطق القشرية الجدارية ، والجبهة الأمامية ، والحزامية الأمامية ، والمهاد ، والكلوستروم والهياكل ذات الصلة التي تدعم الذاكرة قصيرة المدى ، والتكامل متعدد الوسائط ، والتخطيط ، والكلام ، والعمليات الأخرى المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالوعي. تمنع المنافسة أكثر من واحد أو عدد صغير جدًا من المفاهيم التي يتم تمثيلها بشكل متزامن وفعال. هذه هي الفرضية الأساسية لنظرية مساحة العمل العالمية للوعي. [41] [42]

    باختصار ، في حين أن النشاط العصبي السريع ولكن العابر في النظام المهاد القشري يمكن أن يتوسط سلوكًا معقدًا بدون إحساس واعٍ ، يُعتقد أن الوعي يتطلب نشاطًا عصبيًا مستدامًا ولكنه منظم جيدًا يعتمد على التغذية المرتدة القشرية طويلة المدى.

    جادل عالم الأحياء العصبية كريستفريد جاكوب (1866-1956) بأن الحالات الوحيدة التي يجب أن يكون لها ارتباطات عصبية هي الأحاسيس المباشرة وردود الفعل التي تسمى "نغمات". [ بحاجة لمصدر ]

    قدمت الدراسات الفيزيولوجية العصبية على الحيوانات بعض الأفكار حول الارتباطات العصبية للسلوك الواعي. بدأ فيرنون ماونتكاسل ، في أوائل الستينيات ، بدراسة هذه المجموعة من المشكلات ، والتي أطلق عليها "مشكلة العقل / الدماغ" ، من خلال دراسة الأساس العصبي للإدراك في الجهاز الحسي الجسدي. كانت مختبراته في جونز هوبكنز من أوائل المختبرات ، جنبًا إلى جنب مع إدوارد في إيفارتس في المعاهد الوطنية للصحة ، لتسجيل النشاط العصبي من سلوك القرود. من خلال تألقه بأناقة نهج SS Stevens لتقدير الحجم ، اكتشفت مجموعة Mountcastle ثلاث طرائق مختلفة للإحساس الجسدي تشترك في سمة معرفية واحدة: في جميع الحالات ، كان معدل إطلاق الخلايا العصبية الطرفية مرتبطًا خطيًا بقوة الإدراك الذي تم الحصول عليه. في الآونة الأخيرة ، أظهر كين إتش بريتن وويليام تي نيوسوم وسي. دانيال سالزمان أنه في منطقة MT للقرود ، تستجيب الخلايا العصبية بتنوع يشير إلى أنها أساس اتخاذ القرار بشأن اتجاه الحركة. لقد أظهروا أولاً أن معدلات الخلايا العصبية تنبؤية للقرارات باستخدام نظرية الكشف عن الإشارات ، ومن ثم يمكن أن يؤدي تحفيز هذه الخلايا العصبية إلى تحيز القرار بشكل متوقع. تبع هذه الدراسات رانولفو رومو في الجهاز الحسي الجسدي ، للتأكيد ، باستخدام إدراك مختلف ومنطقة الدماغ ، أن عددًا صغيرًا من الخلايا العصبية في منطقة دماغية واحدة هو الأساس وراء القرارات الإدراكية.

    اتبعت مجموعات معملية أخرى عمل Mountcastle الأساسي المتعلق بالمتغيرات المعرفية للنشاط العصبي بمهام معرفية أكثر تعقيدًا. على الرغم من أن القرود لا يمكنها التحدث عن تصوراتهم ، فقد تم إنشاء مهام سلوكية حيث قدمت الحيوانات تقارير غير لفظية ، على سبيل المثال عن طريق إنتاج حركات اليد. تستخدم العديد من هذه الدراسات الأوهام الإدراكية كوسيلة لفصل الأحاسيس (بمعنى آخر.، المعلومات الحسية التي يتلقاها الدماغ) من الإدراك (بمعنى آخر.، كيف يفسرها الوعي). يتم تفسير الأنماط العصبية التي تمثل الإدراك بدلاً من مجرد المدخلات الحسية على أنها تعكس الارتباط العصبي للوعي.

    باستخدام مثل هذا التصميم ، اكتشف نيكوس لوغوثيتيس وزملاؤه الخلايا العصبية العاكسة للإدراك في الفص الصدغي. لقد خلقوا موقفًا تجريبيًا تم فيه عرض الصور المتضاربة لعيون مختلفة (بمعنى آخر.، التنافس ثنائي العينين). في ظل هذه الظروف ، يُبلغ الأفراد عن تصورات قابلة للثبات: فهم يرون بدلاً من ذلك صورة واحدة أو أخرى. قام Logothetis وزملاؤه بتدريب القرود على الإبلاغ بحركات أذرعهم عن الصورة التي يرونها. غالبًا ما تعكس الخلايا العصبية في الفص الصدغي في تجارب Logothetis ما تدركه القرود. لوحظت الخلايا العصبية ذات هذه الخصائص بشكل أقل تواترًا في القشرة البصرية الأولية التي تتوافق مع المراحل المبكرة نسبيًا من المعالجة البصرية. أظهرت مجموعة أخرى من التجارب باستخدام التنافس ثنائي العينين في البشر أنه يمكن استبعاد طبقات معينة من القشرة كمرشحين للارتباط العصبي للوعي. قام Logothetis وزملاؤه بتبديل الصور بين العينين أثناء إدراك إحدى الصور. والمثير للدهشة أن التصور ظل مستقراً. هذا يعني أن الإدراك الواعي ظل مستقرًا وفي نفس الوقت تغير المدخل الأساسي للطبقة 4 ، وهي طبقة الإدخال ، في القشرة البصرية. لذلك لا يمكن أن تكون الطبقة 4 جزءًا من الارتباط العصبي للوعي. لاحظ ميخائيل ليبيديف وزملاؤهم ظاهرة مماثلة في قشرة الفص الجبهي للقرد. أبلغت القردة في تجاربهم عن الاتجاه الملحوظ لحركة التحفيز البصري (والذي يمكن أن يكون وهمًا) عن طريق القيام بحركات العين. تمثل بعض الخلايا العصبية في قشرة الفص الجبهي فعليًا وبعضها يمثل تشريدًا محسوسًا للمحفز. تتوافق ملاحظة الخلايا العصبية المرتبطة بالإدراك في قشرة الفص الجبهي مع نظرية كريستوف كوخ وفرانسيس كريك اللذين افترضوا أن الارتباط العصبي للوعي يكمن في قشرة الفص الجبهي. من المحتمل أن يتعارض مؤيدو المعالجة العصبية الموزعة مع الرأي القائل بأن الوعي له توطين دقيق في الدماغ.

    كتب فرانسيس كريك كتابًا شهيرًا بعنوان "الفرضية المذهلة" ، والذي تتمثل أطروحته في أن الارتباط العصبي للوعي يكمن في خلايانا العصبية والجزيئات المرتبطة بها. سعى كريك ومساعده كريستوف كوخ [43] إلى تجنب المناقشات الفلسفية المرتبطة بدراسة الوعي ، من خلال التأكيد على البحث عن "الارتباط" وليس "السببية". [ يحتاج التحديث ]


    أدمغة الطيور كثيفة و [مدش] مع الخلايا العصبية

    تعليقات القراء

    شارك هذه القصة

    الطيور ذكية.يستخدمون الأدوات ، وينخرطون في التعلم الاجتماعي ، ويخططون للمستقبل ، ويقومون بمجموعة متنوعة من الأشياء الأخرى التي كان يُعتقد في السابق أنها تخص الرئيسيات. لكن مئات الملايين من السنين من التطور تفصل بين الثدييات والطيور ، ومن الناحية الهيكلية ، تبدو أدمغتها متميزة للغاية. بالإضافة إلى أن هناك حجم كامل. إذا نظرت إلى رأس طائر ، فمن الواضح أنه لا توجد مساحة كبيرة كاملة للأجهزة العقلية فيه. فكيف تتعامل الطيور مع أدمغة أصغر؟

    قراءة متعمقة

    بينما عالجت دراسات أخرى الكثير من الاختلافات الهيكلية ، تم إصدار واحدة جديدة هذا الأسبوع في PNAS يوضح أن الحجم لا يهم إلى حد ما. يوضح مؤلفوها أن الطيور تحزم الخلايا العصبية في أدمغتها بكثافة أعلى بكثير من الكثافة في أدمغة الثدييات ، مما يضع بعض أدمغة الطيور المدمجة نسبيًا في نفس المجال مثل أدمغة الرئيسيات عندما يتعلق الأمر بإجمالي عدد الخلايا.

    والشيء المضحك هو ، ربما كان علينا أن نعرف أن هذا هو الحال.

    إذا نظرت إلى دماغ طائر نموذجي دون معرفة الكثير عن الأدمغة ، فسوف تتأثر في الغالب بالحجم (أو نقصه). تم العثور على بعض من أثقل الأدمغة في الطيور في الببغاوات ، وتزن أقل من 25 جرامًا. الغراب ، طائر كبير يتمتع بسمعة طيبة في الذكاء ، يمتلك دماغًا عادةً حوالي 15 جرامًا. هذا في نفس حي الأرنب.

    ومع ذلك ، إذا كنت تعرف طريقك حول بعض التشريح العصبي ، فستبرز أشياء أخرى. العديد من الهياكل التي نربطها بالإدراك العالي في الثدييات (وخاصة الرئيسيات) إما أنها ليست موجودة بشكل واضح أو تبدو مختلفة نوعًا ما في الطيور ، مما يشير إلى أن إدراك الطيور يجب أن يكون مختلفًا جذريًا عن الإدراك في الثدييات.

    ولكن عندما حددنا البروتينات التي تعمل كمنظمين رئيسيين لنمو دماغ الثدييات ، اكتشفنا أن نفس البروتينات موجودة جميعها في الطيور أيضًا. لقد سمح لنا تتبع تعبيرهم أثناء تطور الدماغ بتحديد أن بعض هياكل الدماغ التي تبدو مختلفة جسديًا في الطيور والثدييات لها في الواقع نفس التاريخ التطوري وتعبر عن نفس مجموعة الجينات عندما تنضج. أخيرًا ، يؤثر التلاعب في نشاط هذه الجينات على أدمغة الطيور والثدييات بطرق مماثلة.

    لذلك ، يبدو أن جميع القطع الأساسية نفسها موجودة في كل من الطيور والثدييات ، مما يترك مسألة القدرة الحصانية الخام. إن أدمغة الثدييات هي ببساطة أكبر بكثير لدرجة أنه يبدو أنه لا مفر من إنجاز المزيد منها.

    لكن الحجم ليس كل شيء. يبدو أن القدرات العصبية تعتمد على عدد الخلايا العصبية الموجودة ، بالإضافة إلى عدد الاتصالات التي يمكن أن تنشئها. هل يمكن للطيور ببساطة حشر المزيد من الخلايا العصبية في نفس القدر من المساحة المادية وبالتالي القيام بالمزيد مع دماغ أصغر؟

    كان يجب أن نتوقع أن تكون الإجابة بنعم. اتضح أن الحيوانات الطائرة تميل إلى تقليل حجم جينوماتها مقارنة بأقاربها غير الطائرة. هذا هو الحال بالنسبة لكل من الخفافيش والطيور. إحدى نتائج هذا الجينوم الأصغر هي أن الخلايا التي تحمل هذه الجينوم ينتهي بها الأمر أصغر حجمًا أيضًا. تم استخدام هذا الاتجاه للقول بأن مجموعة الديناصورات التي تطورت إلى طيور كانت تعاني بالفعل من تقلص الجينوم لملايين السنين قبل ذلك.

    قراءة متعمقة

    لكن كان بإمكاننا بسهولة تطبيق هذا المنطق على الخلايا العصبية. إذا كانت خلايا الطيور أصغر ، يمكن ضغط المزيد من الخلايا في نفس الحجم. في ظل هذه الظروف ، لن يكون الدماغ الصغير عبئًا كما يبدو. لكن المنطق يوصلك بعيدًا فقط ، لذلك شرع فريق من الباحثين في محاولة عد جميع الخلايا العصبية في أدمغة مجموعة من الطيور ، معظمها من الطيور المغردة ، والغرابيات ، والببغاوات.

    الطيور المغردة الصغيرة ، التي لا يزيد وزنها عن 4.5 جرام ، لديها بالفعل أدمغة صغيرة. يمكن لأدمغتهم أن تزن ما لا يزيد عن ثلث جرام وتحتوي فقط على حوالي 100 مليون خلية عصبية. لكن الطيور الأثقل وزنًا يمكن أن يكون لها أدمغة تزن أكثر من عشرة جرامات وتحتوي على أكثر من ملياري خلية عصبية. في المتوسط ​​، تمتلك الطيور ضعف عدد الخلايا العصبية لكل وحدة كتلة مثل الثدييات. لذا فإن الطائر المسمى جولدكريست ، والذي قدمته ويكيبيديا على أنه "طائر عابر صغير جدًا" يزن أكثر قليلاً من 10 بالمائة من متوسط ​​الفأر ولكن لديه أكثر من ضعف الخلايا العصبية.

    على النقيض من ذلك ، تزن أكبر أدمغة الببغاء 20 جرامًا ، على الرغم من أن كتلة جسم الببغاء تشبه أثقل الطيور المغردة. يحتوي دماغ الببغاء أيضًا على أكثر من 3 مليارات خلية عصبية. في الواقع ، عندما يتعلق الأمر بأكبر الغرابيات والببغاوات ، يكتب المؤلفون أن "إجمالي عدد الخلايا العصبية لديهم يمكن مقارنته بأعداد القرود الصغيرة أو ذوات الحوافر الأكبر بكثير".

    تتمتع هذه الخلايا أيضًا بتوزيع مثير للاهتمام: فكلما تمت إضافة المزيد من الخلايا ، يتم إضافتها بشكل تفضيلي إلى منطقة من الدماغ تسمى pallium ، والتي تتعامل مع أشياء مثل التفكير المكاني واللغة والذاكرة في البشر. نتيجة لذلك ، تحتوي هذه المنطقة على عدد هائل من الخلايا. الغربان والكيا (نوع من الببغاء هل يعيشون في المضايق) لديهم عدد أكبر من الخلايا العصبية في الباليوم من قرد Capuchin. الببغاء لديه أكثر من قرد ريسوس.

    كما هو الحال مع الحجم والوزن ، لا توجد علاقة بسيطة بين عدد الخلايا العصبية في الدماغ وقدراته. لكن العمل يقدم بالتأكيد حجة مفادها أنه لا ينبغي لنا أن نفترض أن عمليات التفكير للطيور يجب أن تكون محدودة بحجم أدمغتهم. ويقترح المؤلفون أيضًا أنه قد تكون هناك بعض المزايا مع وجود المزيد من الخلايا العصبية المكدسة بشكل أقرب من بعضها البعض ، فلا ينبغي أن تضطر الإشارات عادةً إلى الانتقال بعيدًا قبل أن تصل إلى وجهتها. وبالتالي ، قد تؤدي الطيور معالجة المعلومات بسرعة أكبر قليلاً من الثدييات.


    الأتباع يعكسون قادتهم - حرفيا

    ربما كان الاكتشاف الأخير المذهل في علم الأعصاب السلوكي هو التعرف على الخلايا العصبية المرآتية في مناطق متفرقة على نطاق واسع من الدماغ. وجدها علماء الأعصاب الإيطاليون عن طريق الصدفة أثناء مراقبة خلية معينة في دماغ قرد لا تطلق إلا عندما رفع القرد ذراعه. في أحد الأيام ، رفع مساعد مختبر مخروط الآيس كريم إلى فمه وأثار رد فعل في خلية القرد. كان هذا أول دليل على أن الدماغ مليء بالخلايا العصبية التي تحاكي أو تعكس ما يفعله كائن آخر. تعمل هذه الفئة التي لم تكن معروفة من قبل من خلايا الدماغ على أنها شبكة Wi-Fi عصبية ، مما يسمح لنا بالتنقل في عالمنا الاجتماعي. عندما نكتشف بوعي أو بغير وعي مشاعر شخص آخر من خلال أفعالهم ، فإن الخلايا العصبية المرآتية لدينا تعيد إنتاج تلك المشاعر. بشكل جماعي ، تخلق هذه الخلايا العصبية إحساسًا فوريًا بالتجربة المشتركة.

    تتمتع الخلايا العصبية المرآتية بأهمية خاصة في المؤسسات ، لأن عواطف القادة وأفعالهم تدفع أتباعهم إلى عكس تلك المشاعر والأفعال. يمكن أن تكون تأثيرات تنشيط الدوائر العصبية في أدمغة المتابعين قوية للغاية. في دراسة حديثة ، لاحظت زميلتنا ماري داسبورو مجموعتين: واحدة تلقت ردود فعل سلبية على الأداء مصحوبة بإشارات عاطفية إيجابية - أي الإيماءات والابتسامات ، والأخرى أعطيت ردود فعل إيجابية تم إيصالها بشكل حاسم ، مع التجهم والعيون الضيقة. في المقابلات اللاحقة التي أجريت لمقارنة الحالات العاطفية للمجموعتين ، أفاد الأشخاص الذين تلقوا ردود فعل إيجابية مصحوبة بإشارات عاطفية سلبية بأنهم يشعرون بسوء تجاه أدائهم مقارنةً بالمشاركين الذين تلقوا ردود فعل سلبية جيدة. في الواقع ، كان التسليم أكثر أهمية من الرسالة نفسها. والجميع يعلم أنه عندما يشعر الناس بتحسن ، فإنهم يؤدون بشكل أفضل. لذلك ، إذا كان القادة يأملون في الحصول على أفضل النتائج من أفرادهم ، فيجب عليهم الاستمرار في المطالبة ولكن بطرق تعزز المزاج الإيجابي في فرقهم. نهج العصا والجزرة القديم وحده لا يعطي معنى عصبيًا لأن أنظمة الحوافز التقليدية ليست كافية ببساطة للحصول على أفضل أداء من المتابعين.

    فيما يلي مثال لما ينجح. اتضح أن هناك مجموعة فرعية من الخلايا العصبية المرآتية التي تتمثل وظيفتها الوحيدة في اكتشاف ابتسامات وضحك الآخرين ، مما يدفع بالابتسام والضحك في المقابل. نادرًا ما يشرك المدير الذي يتحكم في نفسه ولا روح الدعابة تلك الخلايا العصبية في أعضاء فريقه ، لكن الرئيس الذي يضحك ويضع نغمة بسيطة يضع تلك الخلايا العصبية في العمل ، مما يؤدي إلى الضحك العفوي وتكوين فريقه معًا في هذه العملية. المجموعة المترابطة هي التي تؤدي أداءً جيدًا ، كما أوضح زميلنا فابيو سالا في بحثه. وجد أن القادة ذوي الأداء الأفضل أثاروا الضحك من مرؤوسيهم ثلاث مرات في كثير من الأحيان ، في المتوسط ​​، كما فعل القادة ذوو الأداء المتوسط. وجدت أبحاث أخرى أن كونك في مزاج جيد يساعد الناس على تلقي المعلومات بشكل فعال والاستجابة بحكمة وإبداع. بمعنى آخر ، الضحك عمل جاد.

    لقد أحدثت فرقًا بالتأكيد في مستشفى جامعي واحد في بوسطن. كان طبيبان سنتصل بهما دكتور بورك ودكتور همبولت في تنافس على منصب الرئيس التنفيذي للشركة التي تدير هذا المستشفى وغيرها. كلاهما كانا يرأسان الأقسام ، وكانا طبيبين رائعين ، ونشرا العديد من المقالات البحثية التي تم الاستشهاد بها على نطاق واسع في المجلات الطبية المرموقة. لكن كلاهما كان لهما شخصيتان مختلفتان للغاية. كان بيرك مكثفًا ومركّزًا على المهمة وغير شخصي. لقد كان منشد الكمال بلا هوادة مع نبرة قتالية أبقت فريقه على حافة الهاوية باستمرار. لم يكن هومبولت أقل تطلبًا ، لكنه كان ودودًا للغاية ، بل مرحًا ، فيما يتعلق بالموظفين والزملاء والمرضى. لاحظ المراقبون أن الناس يبتسمون ويضايقون بعضهم البعض - بل ويتحدثون عن آرائهم - في قسم همبولت أكثر من بورك. غالبًا ما انتهى الأمر بالموهبة المتميزة بمغادرة قسم بورك ، على النقيض من ذلك ، انجذب الأشخاص المتميزون إلى مناخ العمل الأكثر دفئًا في هومبولت. اعترافًا بأسلوب القيادة الذكي اجتماعيًا لهامبولت ، اختاره مجلس إدارة المستشفى كرئيس تنفيذي جديد.


    الخلايا العصبية حسب العرق

    مع كل مقالاتي الأخيرة حول الخلايا العصبية وحجم الدماغ ، أطرح الآن السؤال التالي: هل تختلف الخلايا العصبية حسب العرق؟ أجناس الإنسان تختلف في معظم المتغيرات الأخرى ، فلماذا لا يكون هذا المتغير؟

    كما هو الحال لدينا ، هناك اختلافات عرقية في مجموع الخلايا العصبية في الدماغ. في عام 1970 ، قام أحد مضادات الوراثة (توبياس) بتقدير عدد & # 8220 الخلايا العصبية الزائدة & # 8221 المتاحة لمختلف المجموعات السكانية لمعالجة المعلومات الجسدية ، والتي رشتون (1988 1997: 114) متوسط ​​للعثور على: 8.550 للسود ، 8660 للبيض و 8900 للآسيويين (بملايين الخلايا العصبية الزائدة). سيكون الاختلاف بين 100-200 مليون خلية عصبية كافياً لتفسير الاختلافات العرقية في الإنجاز ، على سبيل المثال. ثانيًا ، يمكن أن تفسر هذه الاختلافات أيضًا الاختلافات في الذكاء. كتب راشتون (1997: 133):

    هذا يعني أنه وفقًا لهذا التقدير ، فإن المنغولويد ، الذين يبلغ متوسطهم 1364 سم 3 لديهم 13.767 مليار خلية عصبية قشرية (13.767 × 109). القوقازيون الذين يبلغ متوسطهم 1،347 سم 3 لديهم 13.665 مليار من هذه الخلايا العصبية ، 102 مليون أقل من المنغولويد. الزنجيات التي يبلغ متوسطها 1،267 سم 3 ، لديها 13.185 مليار خلية عصبية دماغية ، و 582 مليون أقل من المنغولية و 480 مليون أقل من القوقازيين.

    بالطبع ، اقتباس Rushton & # 8217s من Jerison ، سأترك وشأني الآن بعد أن علمنا أن حاصل التوهج به مشاكل. كتب راشتون (1997: 133):

    من المحتمل أن يكون الفرق الذي يبلغ نصف مليار خلية عصبية بين Mongoloids و Negroids جميعًا & # 8220 خلايا عصبية زائدة & # 8221 لأنه ، كما ذكرنا ، غالبًا ما تكون المنغولويد أقصر في الطول وأخف وزنًا من Negroids. إن الاختلاف المنغولي-الزنجي في حجم الدماغ عبر العديد من إجراءات التقدير مذهل

    بالطبع ، الاختلافات الطفيفة في حجم الدماغ ستترجم إلى اختلافات في عدد الخلايا العصبية (بمئات الملايين) ، والتي ستؤثر بعد ذلك على الذكاء.

    علاوة على ذلك ، نظرًا لأن البيض لديهم حجم أكبر في قشرة الفص الجبهي (Vint ، 1934). باستخدام تعريف Herculano-Houzel & # 8217s المفضل للذكاء ، من عالم الفيزياء MIT Alex Wissner-Gross:

    قد تكون القدرة على التخطيط للمستقبل ، وهي وظيفة مهمة لمناطق الفص الجبهي من القشرة ، مفتاحًا بالفعل. وفقًا لأفضل تعريف صادفته حتى الآن ، والذي طرحه عالم الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا Alex Wissner-Gross ، فإن الذكاء هو القدرة على اتخاذ القرارات التي تزيد من حرية التصرف في المستقبل - أي القرارات التي تبقي معظم الأبواب مفتوحة للمستقبل. (هيركولانو هوزيل ، 2016: 122-123)

    يمكنك أن ترى الاختلاف في السلوك والعمل في السباقات ، كيف أن أحد السباقات لديه القدرة على اتخاذ قرارات لزيادة القدرة المستقبلية على العمل إلى أقصى حد & # 8212 ، وأن الأشخاص الذين لديهم قشرة أمام جبهية أصغر لن يتمتعوا بهذه القدرة (أو سيتم إعاقتهم بشكل كبير بسبب لصغر حجمها وكمية الخلايا العصبية التي لديها).

    مع وجود فص أمامي أصغر وأقل تطوراً وخلايا عصبية أقل من دماغ ينتمي إلى أوروبي أو آسيوي ، قد يفسر هذا الاختلافات العرقية الشاملة في الذكاء. قد يكون الاختلاف ببضع مئات الملايين في الخلايا العصبية هو القطعة المفقودة في اللغز هنا ، حيث تنقل الخلايا العصبية المعلومات إلى الأعصاب وخلايا العضلات الأخرى. الخلايا العصبية لها أجسام خلوية ومحاور وتشعبات. كلما زاد عدد الخلايا العصبية (التي تم تجميعها أيضًا في دماغ أصغر ، وكثافة تعبئة الخلايا العصبية) في الدماغ ، كان الاتصال أفضل بين مناطق مختلفة من الدماغ ، مما يسمح برد فعل سريع (يتغلب الآسيويون على البيض الذين تغلبوا على السود ، وراشتون وجنسن ، 2005: 240).

    تذكر كيف قلت أن الدماغ يستخدم قدرًا معينًا من الواط جيدًا ، فأنا أفترض أن الأجناس المختلفة ستستخدم قدرًا مختلفًا من الطاقة لأدمغتهم بسبب اختلاف عدد الخلايا العصبية فيها. دماغهم ليس باهظ الثمن من ناحية التمثيل الغذائي. الأدمغة الأكبر هي أكثر ذكاءً من الأدمغة الأصغر فقط لأن هناك فرصة أكبر لوجود عدد أكبر من الخلايا العصبية في الدماغ الأكبر من الدماغ الأصغر. بمتوسط ​​سعة الجمجمة (السود: 1267 سم مكعب ، 13185 مليون خلية عصبية بيضاء: 1347 سم مكعب ، 13665 مليون خلية عصبية ، والآسيويين: 1364 ، 13767 مليون خلية عصبية). (Rushton and Jensen، 2005: 265، table 3) فكما ترى ، هذه الاختلافات كافية لتفسير الفروق العرقية في الإنجاز.

    يعني الدماغ الأكبر ، على الأرجح ، المزيد من الخلايا العصبية التي ستكون قادرة بعد ذلك على تشغيل الدماغ والجسم بشكل أكثر كفاءة. كلما زاد عدد الخلايا العصبية لدى المرء ، زادت احتمالية كونهم أذكياء لأن لديهم المزيد من المسارات العصبية. يُظهر متوسط ​​سلالات الجمجمة في الأعراق أن هناك اختلافات عصبية بينها ، والتي تعتبر هذه الاختلافات العصبية سببًا للاختلافات العرقية ، حيث يكون حجم الدماغ نفسه مجرد وكيل ، وليس مؤشرًا فعليًا للذكاء. لا يهم حجم الدماغ بقدر أهمية كمية الخلايا العصبية في الدماغ.

    إن الاختلاف في الدماغ بمقدار 100 جرام يكفي لحساب 550 مليون خلية عصبية قشرية (!!) (جنسن ، 1998 ب: 438). لكن هذا يتجاهل الفروق بين الجنسين وكثافة الخلايا العصبية. ومع ذلك ، أفترض أنه سيكون هناك على الأقل اختلافات صغيرة في عدد الخلايا العصبية ، خاصة من بيانات Rushton & # 8217s من العرق والتطور والسلوك. كتب جنسن (1998) أيضًا في الصفحة 439:

    لم أجد أي تحقيق في الاختلافات العرقية في كثافة الخلايا العصبية التي ، كما في حالة الفروق بين الجنسين ، من شأنها أن تعوض الاختلاف العرقي في وزن الدماغ أو الحجم.

    لذا فإن كثافة الخلايا العصبية بوزن الدماغ هي وكيل كبير.

    الاختلافات العرقية في الذكاء لا تنخفض إلى حجم الدماغ ، فهي تنخفض إلى إجمالي عدد الخلايا العصبية في الاختلافات في الحجم في أجزاء معينة من الدماغ الحاسمة للذكاء وكمية الخلايا العصبية في تلك الأجزاء الحرجة من الدماغ. لم أجد بعد مصدرًا يتحدث عن عدد مختلف من الخلايا العصبية في الدماغ حسب العرق ، ولكن عندما أفعل ذلك ، سأقوم بتحديث هذه المقالة. بناءً على ما نعرفه ، يمكننا أن نفترض أن السود لديهم كثافة تعبئة أقل بالإضافة إلى عدد أقل من الخلايا العصبية في قشرة الدماغ والقشرة الدماغية. يرتبط الاعتلال النفسي بظواهر غير طبيعية في PFC ، ربما ، إلى جانب تقليل الذكاء ، من المرجح أن يكون السود سيكوباتيين؟ هذا أيضًا يردد ما يقوله ريتشارد لين عن العرق والشخصية السيكوباتية:

    هناك فرق بين البيض والسود - مشابه للاختلاف في الذكاء - في الشخصية السيكوباتية التي تعتبر سمة شخصية. كل من الشخصية السيكوباتية والذكاء منحنيات جرسية بوسائل وتوزيعات مختلفة بين السود والبيض. للذكاء ، المتوسط ​​والتوزيع كلاهما أقل بين السود. بالنسبة للشخصية السيكوباتية ، يكون المتوسط ​​والتوزيع أعلى بين السود. تأثير هذا هو أن هناك المزيد من السيكوباتيين السود والمزيد من السلوك السيكوباتي بين السود.

    الاختلافات العصبية وحجم PFC أكثر من حساب الاختلافات في معدلات السيكوباتية وكذلك الاختلافات في الذكاء والتحصيل الدراسي. قد يفسر هذا جزئيًا فجوة معدل الذكاء بين الأسود والأبيض. نظرًا لأن العدد الإجمالي للخلايا العصبية في الدماغ يملي ، من الناحية النظرية ، مدى كفاءة الكائن الحي في معالجة المعلومات ، ولأن السود لديهم PFC أصغر (يتعلق بتفضيل الوقت المستقبلي) وبما أن السود لديهم خلايا قشرية أقل من البيض أو الآسيويين ، فهذه واحدة سبب كبير لكون السود أقل ذكاءً ، في المتوسط ​​، من الأجناس الأخرى للإنسان.


    الرابط المفقود بين علم النفس وعلم الأحياء

    لسوء الحظ ، تم التمييز بين العقل والجسد منذ قرون ولا يزال قائماً معنا اليوم. نحن نسمي الأمراض التي تسببها الجراثيم أو الفيروسات بأنها "جسدية". نحن نسمي الأمراض الأخرى مثل الاكتئاب والقلق بأنها "عقلية". ومع ذلك ، فإن التمييز بين العقلية والجسدية غالبًا ما يكون غير واضح. على سبيل المثال ، الأدوية الوهمية هي مواد ، مثل حبوب السكر ، يُعتقد أنها غير نشطة جسديًا ولكن يمكن أن تنتج فوائد طبية للمرضى الذين يعتقدون أنهم سيعملون. في كتابي علم الأعصاب الإدراكي والعلاج النفسي، أشير إلى أن "Kirsch et al. (2008) أن الأدوية الوهمية فعالة بنسبة 80٪ مثل الأدوية المضادة للاكتئاب و 50٪ فعالة مثل الأدوية المسكنة. قدر كيرش وسابيرستين (1998) أن الأدوية الوهمية كانت فعالة بنسبة 75٪ مثل الأدوية المضادة للاكتئاب "(ص 252). يدرس مجال علم النفس البيولوجي استجابات الدواء الوهمي وحالات أخرى من الروابط بين العقل والدماغ. يشمل مجال علم النفس البيولوجي الحالة العكسية التي يهتم بها بالطرق التي يؤثر بها الجسم المادي على الحالات العقلية. على سبيل المثال ، يدرس كيف تغير العقاقير ذات التأثير النفساني المشروعة وغير المشروعة الطرق التي نفكر ونشعر ونتصرف بها.

    ربما يفكر معظم الناس في الحفريات أو الأنواع الانتقالية عندما يسمعون مصطلح "الحلقة المفقودة" ، ولكن هناك رابط مفقود آخر مهم وهو الرابط بين علم النفس وعلم الأحياء ، بين حالتنا الجسدية والعقلية. تشير مصطلحات علم النفس وعلم النفس الحيوي إلى أن علم النفس وعلم الأحياء مرتبطان ويتفاعلان. تكمن المشكلة في كل من البيولوجيا النفسية وعلم النفس الحيوي في أن هناك رابطًا سببيًا مفقودًا بين العقل والدماغ.

    التوجه النظري المقبول جيدًا في علم النفس هو نموذج BioPsychoSocial (BPS). قد تعتقد أن هذا النموذج يشرح كيفية تفاعل علم النفس وعلم الأحياء ، لكنك ستكون مخطئًا. نموذج BPS هو في الواقع مجرد قائمة بالمكونات. يسرد المتغيرات البيولوجية والنفسية والاجتماعية المهمة ويدعي أنها تتفاعل بشكل متبادل ولكنها لا توفر أي معلومات عن آليات العلوم الطبيعية التي يمكن أن تشرح كيفية تفاعلها.

    يضع بعض المؤلفين هذه المصطلحات في مربعات ويرسمون سهامًا فيما بينهم لعزو السببية ولكنهم لا يقدمون أبدًا أي معلومات عن آلية العلوم الطبيعية التي تشرح فعليًا كيفية تفاعلها جسديًا. باختصار ، لا يشرح نموذج BPS شيئًا عن كيفية تفاعل علم النفس وعلم الأحياء أكثر من شرح كيفية عمل السيارة من خلال سرد أنها مصنوعة من الزجاج والمعدن والبترول. القائمة لا توضح. بدلاً من ذلك ، يتم إخفاء الرابط التوضيحي المفقود على أمل ألا تلاحظه أو تسأل عنه.

    إن أهم مهمة تواجه علماء البيولوجيا النفسية وعلماء النفس الحيوي هي تقديم تفسير للعلوم الطبيعية يربط بين علم النفس وعلم الأحياء. تتطلب هذه المهمة تحديد المبادئ التي توفر معلومات آلية لأن العلوم الناضجة منظمة حول مبادئ علم النفس ليست كذلك حاليًا. أولئك الذين تلقوا دورة تمهيدية في علم النفس أو قرأوا عن علم النفس سوف يدركون أن علم النفس منظم حاليًا حول أشخاص مشهورين ، مثل فرويد وسكينر ، أو حول "المذهب" مثل السلوكية والإدراكية. تختلف هذه المنظمة عن جميع العلوم الطبيعية الأخرى. يتم تنظيمها حول كيانات مادية مثل الخلية في علم الأحياء والجزيئات في الكيمياء. يسمح هذا لعلماء الأحياء والكيميائيين بشرح المزيد حول كيفية عمل الأشياء أكثر مما يمكن لعلماء النفس. تخيل إلى أي مدى ستصبح علاجاتنا أفضل حالما نفهم كيف ولماذا تعمل.

    أقدم بعض التفاصيل التفسيرية المفقودة في كتابي المسمى علم الأعصاب الإدراكي والعلاج النفسي: مبادئ الشبكة لنظرية موحدة. يعرض الجزء المتبقي من هذه المدونة بإيجاز الإطار المفاهيمي العام لفهم كيفية تفاعل علم النفس وعلم الأحياء الذي يستند إليه كتابي. أشير إلى هذا النهج التوضيحي كنظام توضيحي لشبكة علم النفس الحيوي (BPN) لأنه يتكون من أربعة مبادئ أساسية والآن تسعة مبادئ طبيعية يمكن أن تشرح معًا مجموعة متنوعة من الظواهر النفسية التي يتم تكرارها جيدًا بطرق تتوافق تمامًا مع علم الأعصاب.

    أول شيء يجب فهمه هو أن أدمغتنا تتكون من الخلايا العصبية التي تشكل شبكات عصبية. ومن ثم ، فإن شكلاً من أشكال نظرية الشبكة مطلوب لشرح كيفية تفاعل علم النفس وعلم الأحياء. كيف يمكن لنماذج الشبكات العصبية هذه أن تشرح علم النفس؟ للإجابة على ذلك ، يجب أن ندرك أولاً أن التعلم والذاكرة يشكلان أساس كل علم النفس. صرح Carlson و Miller و Heth و Donahoe و Martin (2010) أن: "يشير التعلم إلى العملية التي تغير بها التجارب نظامنا العصبي وبالتالي سلوكنا. نشير إلى هذه التغييرات بالذكريات "(ص 440 مائل في الأصل). التعلم أمر حاسم لبقاء الإنسان. إذا لم نتمكن من تكوين الذكريات عندما كنا أطفالًا ، فلن نستطيع تعلم فعل أي شيء. لن نطور اللغة ولا يمكننا الاستفادة من الخبرة. باختصار ، لن نتطور أبدًا إلى أطفال ومراهقين وبالغين نعرفهم.

    قدم كل من روميلهارت ومكليلاند (1986) ومكليلاند وروميلهارت (1986) أدلة توضيحية على أن الشبكات العصبية الاصطناعية ، المسماة نماذج الاتصال ، يمكن أن تشكل الذكريات ، ويمكن أن تتعلم ، وبالتالي يمكنها القيام بعلم النفس. تم تطوير نماذج اتصالية للعديد من الظواهر النفسية. ال مراجعة نفسية هي مجلة متخصصة في النظرية النفسية. وقد نشرت العديد من المقالات الطويلة التي تعرض نماذج الشبكات العصبية المتصلة. تم نشر العديد من البراهين التوضيحية الأخرى في مجموعة متنوعة من المجلات والكتب. تنافس نماذج الشبكة العصبية الاتصالية الآن نماذج علم النفس المعرفي التقليدية.

    كيف يغير علم النفس علم الأحياء

    أرسم هنا شرحًا عامًا مستمدًا من نماذج الشبكة العصبية المتصلة بالمعالجة المتوازية الموزعة (PDP) التي أشير إليها مجتمعة باسم علم النفس العصبي الحسابي (CNP). ميزتان رئيسيتان تميز هذه النماذج. الميزة الرئيسية الأولى لهذه النماذج هي أنها تحاكي العمارة العصبية باستخدام طبقات من الخلايا العصبية المحاكاة. الميزة الرئيسية الثانية لهذه النماذج هي أن هذه الخلايا العصبية المحاكاة متصلة بواسطة مشابك محاكاة. تتعلم الشبكات العصبية الاصطناعية من خلال التدريب الذي يعدل هذه المشابك. تصبح بعض نقاط الاشتباك العصبي أكثر إثارة بينما يصبح البعض الآخر أكثر تثبيطًا للتنشيطات المتلقاة. يعتبر الفرق بين ما تحسبه الشبكة العصبية كسلوك محاكى والاستجابة المرغوبة خطأ. تُستخدم هذه الأخطاء لتعديل المشابك المحاكاة. تحاكي هذه التغييرات الطريقة التي تقوم بها آليات اللدونة المعتمدة على التجربة بتعديل نقاط الاشتباك العصبي الحقيقية في الشبكات العصبية البيولوجية أثناء التعلم عن طريق تكوين الذكريات. وبعد ذلك تبدأ تجربة تعليمية أخرى. يتحسن أداء الشبكة تدريجيًا من خلال تعديل متشابك إضافي. هنا يمكننا أن نرى أن التعلم يتعلق في الغالب بتعديل الوصلات المشبكية.

    لكن المزيد من التغييرات الدماغية تدخل في التطور النفسي. يولد الأطفال ولديهم عدد من نقاط الاشتباك العصبي أكثر بكثير مما يحتاجون إليه كبالغين. يتم تعزيز مسارات الشبكة العصبية النشطة أثناء تعلم اللغة والموسيقى والقراءة والكتابة وممارسة الرياضة ، من بين مهارات أخرى ، من خلال تعديل نقاط الاشتباك العصبي. يتم تفكيك نقاط الاشتباك العصبي غير المستخدمة لتوفير الطاقة الأيضية الثمينة. التطور النفسي حرفيا ، جسديا ، ينحت الدماغ بالإضافة إلى تعديل نقاط الاشتباك العصبي وبالتالي يغير علم الأحياء! تتخصص أدمغتنا جسديًا مع تطورنا نفسياً. وهذا يفسر سبب صعوبة تعلم كبار السن لغة جديدة.

    كيف يغير علم الأحياء علم النفس

    إن فهمنا للشبكة العصبية لكيفية تغيير علم النفس لعلم الأحياء يجهزنا لفهم كيفية تعديل علم الأحياء لعلم النفس. إن فهم أن نقاط الاشتباك العصبي التي تربط الخلايا العصبية تحتوي على ذكرياتنا عن هويتنا ، والأشخاص الذين نعرفهم ، والتجارب التي مررنا بها ، ومواقفنا تجاه الجميع وكل شيء جنبًا إلى جنب مع ما نشعر به ، يمكننا من رؤية ذلك بتعديلها بشكل مباشر مع القانون أو المؤثرات العقلية غير المشروعة ستغير سيكولوجيتنا. يغير علم النفس عادة نقاط الاشتباك العصبي لدينا عن طريق تنشيط آليات اللدونة الداخلية المعتمدة على التجربة. تقوم الأدوية بتعديل نفس هذه المشابك بشكل مباشر من الناحية الدوائية وبالتالي تغير علم النفس لدينا. الطب النفسي الدوائي مجال حديث العهد نسبيًا. الممارسة السريرية لاختيار الدواء المناسب لإجراء تعديلات المشابك العلاجية هي ، إلى حد كبير ، عمل تجريبي وخطأ. قد يستغرق الأمر عدة أسابيع حتى تلاحظ الآثار العلاجية. غالبًا ما تعتمد التأثيرات العلاجية على الجرعة ، مما يعني أنه قد يلزم زيادة الجرعة بانتظام.

    تمكّننا نماذج الشبكة العصبية من رؤية كيف يغير علم النفس علم الأحياء لأن عملية تكوين الذاكرة التي تدفع التعلم وكل التطور النفسي يعدل نقاط الاشتباك العصبي من خلال آليات علم الأعصاب المرتبط بالخبرة. تمكن هذه المعرفة من فهم أن تعديل نقاط الاشتباك العصبي دوائيًا سيغير أيضًا علم النفس لدينا. الدور السببي لنقاط الاشتباك العصبي في التعلم والذاكرة يجعلها الحلقة المفقودة في علم النفس البيولوجي وعلم النفس البيولوجي. أتوقع أن علم النفس سينتظم حول المشبك عندما يصبح علمًا طبيعيًا ناضجًا تمامًا كما يتم تنظيم علم الأحياء حول الخلية عندما أصبحت علمًا طبيعيًا ناضجًا. ستقدم المدونات اللاحقة المزيد عن طريق التطورات الجديدة الرائعة - ترقبوا ذلك.

    كارلسون ، إن آر ، ميلر ، هـ ، هيث ، سي دي ، دوناهو ، جيه دبليو ، & أمبير مارتن ، جي إن (2010). علم النفس: علم السلوك (الطبعة السابعة) (ص 196) بوسطن: ألين وأمبير بيكون.

    كيرش ، آي ، ديكون ، بي جي ، هييدو مدينا ، تي بي إتش ، سكوبوريا ، إيه ، مور ، تي جيه ، آند جونسون ، بي تي (2008). الشدة الأولية والفوائد المضادة للاكتئاب: تحليل تلوي للبيانات المقدمة إلى إدارة الغذاء والدواء. بلوس ميديسن ، 5 ، 260-268.

    Kirsch، I.، & amp Sapirstein، G. (1998) الاستماع إلى Prozac ولكن سماع الدواء الوهمي: التحليل التلوي للأدوية المضادة للاكتئاب. الوقاية والعلاج ، المجلد. أنا ، المقالة 0002 أ ، نُشرت في 26 يونيو / حزيران 1998 ، وهي متاحة على http://journals.apa.org/prevention/volume1/pre0010002a.html.

    ماكليلاند ، جي إل ، روميلهارت ، دي إي ، ومجموعة أبحاث PDP (1986). المعالجة الموزعة المتوازية: الاستكشافات في البنية المجهرية للإدراك ، المجلد. 2: النماذج النفسية والبيولوجية. كامبريدج ، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

    Rumelhart ، D.E ، McClelland ، J.L ، & amp the PDP Research Group (1986). المعالجة الموزعة الموازية: الاستكشافات في البنية المجهرية للإدراك ، المجلد. 1: أسس. كامبريدج ، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.


    شاهد الفيديو: Dizziness and Vertigo, Part I - Research on Aging (كانون الثاني 2022).