مغز چگونه اشیاء را دسته بندی می‏کند؟

مغز انسان در تشخیص اقلام مشابه مثل سگ یا گربه و صندلی یا میز و دسته بندی آنها بسیار ماهر است. در یک تحقیق جدید، متخصصین علوم اعصاب در MIT نواحی کنترل کننده ی این مهارت در مغز را تشخیص داده اند. 

یافته هائی که در شماره 27 جولای مجله Neuron  منتشر شده است می تواند وضعیتی را که در بچه های مبتلا به اوتیسم دیده می شود توجیه کند. این بچه ها روی جزئیات به خوبی تمرکز می کنند اما نمی توانند اشیاء را در گروههای مختلف دسته بندی کنند. دکتر میلر، استاد علوم اعصاب و نویسنده اصلی مقاله می گوید ما فکر می کنیم آنچه در اوتیسم رخ می دهد این است که سیستم از حالت تعادل خارج می شود و در نتیجه تشخیص جزئیات به تشخیص کل غلبه می کند، آنوقت شما مغزی دارید که در به خاطر سپردن جزئیات بسیار ماهر است و تنها کاری هم که از دستش برمی آید همین است.

دکتر میلر (Dr Miller) و ایوان آنتزولاتوس(Evan  Antzoulatos) ، دانشجوی پست دکترا در Picower تحقیق خود را روی دو بخش از مغزمتمرکز کردند: کرتکس پره فرونتال (Prefrontal Cortex) و استریاتوم(Striatum) که خود بخشی از عقده های قاعده ای یا basal ganglia است. هر دو بخش در فرآیند یادگیری اهمیت دارند.

 تا همین چندسال پیش اعتقاد بر این بود که کرتکس پره فرونتال اطلاعات را به سرعت یادمی گیرد و آنچه را یادگرفته به عقده های قاعده ای می فرستد. عقده های قاعده ای هم به شکل گیری یادگیریهای عادتی مثل نواختن آلات موسیقی کمک می کنند. اما در سال 2005، میلر و تیم پژوهشی اش نشان دادند که وقتی میمونها اعمال ساده را یاد می گیرند فعالیت عقده های قاعده ای در مغزشان بیشتر است و سپس این فرآیند با فعالیت کم دامنه تر در کرتکس پره فرونتال ادامه می یابد. دکتر میلر می گوید اگر یک پازل را در نظر بگیریم مثل این است که  استریاتوم به سرعت شکل تکه های مجزای پازل را یاد می گیرد و کرتکس پره فرونتال این تکه ها را کنار هم قرار می دهد.

برای انجام تحقیقی که نتایجش در Neuron منتشر شده است آنتزولاتوس میمونها را طوری آموزش داد که بتوانند الگوهای مختلف محرکها را در دو گروه دسته بندی کنند. ابتدا میمونها از هر گروه فقط دو محرک را مشاهده می کردند و یاد می گرفتند که هر محرک به کدام گروه تعلق دارد. بعد تعداد محرکها دو برابر شد، بالاخره تعداد محرکها اینقدر زیاد شد که دیگر به خاطر سپردنشان برای میمونها ممکن نبود و آنوقت مغز میمونها  یک صفت عمومی را برای کل محرکهای مربوط به یک گروه انتخاب می کرد. وقتی میمونها به این مرحله از یادگیری رسیدند الگوی فعالیت الکتریکی از استریاتوم - که از ساختارهای اولیه مغز محسوب می شود- به کرتکس پره فرونتال منتقل شد. کرتکس پره فرونتال با اعمال سطح بالا مثل برنامه ریزی و تصمیم گیری در ارتباط است.

دکترمیلر می گوید آنچه در زمان یادگرفتن اینکه کدام محرک به کدام گروه مربوط است رخ می دهد یک فرآیند ساده و اولیه است که عقده های قاعده ای به سرعت آنرا فرا می گیرند و سپس برای یادگیریهای پیچیده تر آنرا به کرتکس پره فرونتال می فرستند. کرتکس پره فرونتال وجه اشتراک بین محرکها را تشخیص می دهد و در واقع «اصل مطلب» را استخراج می کند.

جرج اشبی، استاد روانشناسی در دانشگاه کالیفرنیا می گوید نتایج این تحقیق جدید نقش استریاتوم را در یادگیری جزء به کل  به بهترین شکل نشان می دهد. او می افزاید ما قبلاً هم می دانستیم  استریاتوم در یادگیری جزئیات نقش مهمی دارد اما نقش دقیق استریاتوم تا کنون روشن نبود.

پژوهشگران MIT امیدوارند به زودی بتوانند با ایجاد اختلال در تعادلی که در حالت طبیعی بین استریاتوم و کرتکس پره فرونتال وجود دارد  تئوری خود را مبنی بر اینکه اوتیسم در نتیجه عدم تعادل بین استریاتوم و کرتکس پره فرونتال بروز می کند بیازمایند.  

منبع: http://medicalxpress.com/news/2011-07-brain-assigns-categories.html

  
نویسنده : فرزانه احمدی ; ساعت ٩:۳۱ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٥/٦