کشف مکانیسم جدید تمرکز مغز و ارتباط احتمالی با ADHD

توانایی تمرکز روی یک موضوع و نادیده گرفتن محرک های مزاحم، یکی از مهم ترین عملکردهای مغز انسان است. این قابلیت به ما کمک می کند هنگام مطالعه، رانندگی یا انجام کارهای روزمره، اطلاعات مهم را از میان حجم زیادی از محرک های محیطی انتخاب کنیم. اکنون پژوهشگران در مطالعه ای تازه موفق شده اند گروهی از نورون های مغزی را شناسایی کنند که نقش مهمی در کنترل این فرایند دارند. اگرچه این تحقیق روی موش ها انجام شده است، اما نتایج آن می تواند در آینده به درک بهتر اختلالاتی مانند ADHD و توسعه روش های درمانی دقیق تر کمک کند.

دانشمندان چگونه به این کشف رسیدند؟

پژوهشگران دانشگاه جانز هاپکینز با هدف بررسی سازوکار تمرکز در مغز، مجموعه ای از آزمایش های عصبی را روی موش های آزمایشگاهی انجام دادند. هدف اصلی این تحقیق، شناسایی بخش هایی از مغز بود که مسئول انتخاب اطلاعات مهم و حذف محرک های غیر ضروری هستند. نتایج این مطالعه نشان داد گروهی از نورون های بسیار قدیمی از نظر تکاملی، نقش مهمی در هدایت توجه ایفا می کنند.

این یافته از آن جهت اهمیت دارد که تاکنون تصور می شد تمرکز عمدتا توسط بخش های پیشرفته تر مغز مانند قشر مخ کنترل می شود، اما اکنون شواهد نشان می دهد ساقه مغز نیز در این فرایند نقش اساسی دارد.

تمرکز انتخابی چیست و چرا اهمیت دارد؟

مغز انسان در هر ثانیه حجم عظیمی از اطلاعات را از طریق چشم ها، گوش ها و سایر اندام های حسی دریافت می کند. اگر همه این اطلاعات به یک اندازه اهمیت پیدا می کردند، انجام ساده ترین فعالیت های روزمره نیز تقریبا غیر ممکن بود. به همین دلیل مغز از سازوکاری به نام “توجه انتخابی فضایی” استفاده می کند.

این توانایی به مغز اجازه می دهد:

• مهم ترین محرک های محیط را انتخاب کند.
• اطلاعات غیر ضروری را نادیده بگیرد.
• تمرکز را روی یک هدف مشخص حفظ کند.
• از جابه جایی مداوم توجه بین محرک های مختلف جلوگیری کند.

همین سازوکار باعث می شود هنگام رانندگی صدای بسیاری از خودروهای اطراف را نادیده بگیریم یا هنگام مطالعه، تمرکز خود را روی متن حفظ کنیم.

این توانایی فقط مخصوص انسان نیست

یکی از نکات جالب این پژوهش، قدمت بسیار زیاد این سازوکار عصبی است. بررسی های تکاملی نشان می دهد سیستم کنترل توجه تنها در انسان وجود ندارد، بلکه در بسیاری از مهره داران نیز دیده می شود.

پژوهشگران معتقدند این شبکه عصبی احتمالا صدها میلیون سال قبل و پیش از جدا شدن مسیر تکامل مهره داران شکل گرفته است. به همین دلیل نمونه هایی از آن در گونه های مختلف جانوری مشاهده می شود.

این سازوکار در حیوانات کاربردهای فراوانی دارد، از جمله:

• تشخیص شکار در میان پوشش گیاهی.
• شناسایی شکارچی هنگام پرواز یا حرکت.
• تشخیص صدای فرزند در میان صداهای محیط.
• تمرکز روی مسیر حرکت یا منبع غذا.

وجود چنین سامانه ای در گونه های مختلف نشان می دهد توجه انتخابی یکی از قابلیت های بنیادین مغز مهره داران است.

نورون های PLTi چگونه تمرکز را کنترل می کنند؟

مهم ترین یافته این تحقیق، شناسایی نورون هایی به نام PLTi بود. این نورون های مهاری در ساقه مغز قرار دارند و از انتقال دهنده عصبی گابا استفاده می کنند. گابا مهم ترین ماده مهاری سیستم عصبی مرکزی محسوب می شود و وظیفه آن جلوگیری از فعالیت بیش از حد نورون ها است.

نورون های PLTi با تنظیم فعالیت بخشی از مغز به نام کولیکولوس فوقانی، اطلاعات بینایی، شنوایی و سایر پیام های حسی را با یکدیگر هماهنگ می کنند. این بخش از مغز نوعی نقشه فضایی از محیط ایجاد می کند و مشخص می سازد توجه باید به کدام محرک هدایت شود.

در عمل، نورون های PLTi مانند یک فیلتر هوشمند عمل می کنند. آن ها اطلاعات کم اهمیت را سرکوب کرده و اجازه می دهند تنها مهم ترین اطلاعات وارد مرکز توجه شوند.

ارتباط این کشف با اختلال ADHD

اختلال کم توجهی و بیش فعالی یا ADHD یکی از شایع ترین اختلالات عصبی رشدی است که در آن افراد به سختی می توانند توجه خود را روی یک موضوع حفظ کنند و معمولا به محرک های محیطی بسیار حساس هستند.

پژوهش های قبلی نیز نشان داده بودند که عملکرد سیستم گابا در بسیاری از افراد مبتلا به ADHD با تفاوت هایی همراه است. یافته جدید نیز این فرضیه را تقویت می کند که اختلال در عملکرد نورون های مهاری ممکن است یکی از عوامل موثر در ایجاد مشکلات توجه باشد.

البته پژوهشگران تاکید می کنند که این تحقیق هنوز روی انسان انجام نشده است و نمی توان نتیجه گرفت که همین سازوکار دقیقا در مغز انسان نیز به همین شکل عمل می کند.

آزمایش روی موش ها چگونه انجام شد؟

برای بررسی نقش نورون های PLTi، پژوهشگران موش ها را در برابر یک نمایشگر لمسی قرار دادند. روی صفحه، یک تصویر به عنوان هدف اصلی نمایش داده می شد و هم زمان چند تصویر مزاحم نیز ظاهر می شدند. موش ها باید تصویر اصلی را انتخاب می کردند تا پاداش دریافت کنند.

نتایج آزمایش نشان داد:

• موش هایی که نورون های PLTi آن ها فعال بود، به راحتی هدف اصلی را انتخاب می کردند.
• با غیرفعال شدن موقت این نورون ها، موش ها تقریبا به تمام محرک های محیط واکنش نشان می دادند.
• پس از بازگرداندن فعالیت نورون ها، توانایی تمرکز دوباره به حالت طبیعی بازگشت.
• این تغییرات شباهت قابل توجهی به مشکلات توجه در ADHD داشت.

پژوهشگران برای غیرفعال کردن نورون ها از فناوری های پیشرفته مهندسی ژنتیک و ابزارهای رایج علوم اعصاب استفاده کردند که امکان بررسی دقیق عملکرد سلول های عصبی را فراهم می کند.

آیا این کشف می تواند به درمان ADHD منجر شود؟

اگرچه نتایج این مطالعه بسیار امیدوار کننده است، اما هنوز فاصله زیادی تا تولید درمان های جدید وجود دارد. نخست باید مشخص شود که همین شبکه عصبی در مغز انسان نیز دقیقا به همین شکل فعالیت می کند یا خیر. سپس لازم است پژوهش های بالینی گسترده انجام شود تا بتوان از این یافته برای طراحی داروها یا روش های درمانی جدید استفاده کرد.

در صورت تایید نتایج در انسان، این کشف می تواند مسیر توسعه درمان های هدفمندتر برای بیماری هایی مانند ADHD، اسکیزوفرنی و سایر اختلالات مرتبط با نقص توجه را هموار کند. همچنین درک بهتر سازوکار تمرکز می تواند به توسعه فناوری های نوین در حوزه علوم اعصاب و رابط های مغز و رایانه نیز کمک کند.

نتیجه گیری

مطالعه جدید دانشگاه جانز هاپکینز نشان می دهد کنترل توجه تنها به بخش های پیشرفته مغز محدود نیست و نورون های قدیمی موجود در ساقه مغز نیز نقش مهمی در تمرکز ایفا می کنند. شناسایی نورون های PLTi، دیدگاه تازه ای درباره نحوه انتخاب اطلاعات مهم توسط مغز ارائه کرده است. هرچند این یافته هنوز در مرحله مطالعات حیوانی قرار دارد و نباید آن را درمان قطعی ADHD دانست، اما می تواند زمینه ساز پژوهش های آینده و توسعه روش های درمانی دقیق تر برای اختلالات مرتبط با تمرکز و توجه باشد.