یک مطالعه جدید نشان میدهد که مغز انسان حرکات ماهرانهای مانند نواختن پیانو، رقابت در دو و میدانی، یا رقصیدن را با زیپ کردن و باز کردن اطلاعات مربوط به زمان و ترتیب حرکات قبل از عمل آماده میکند.
متخصصان دریافتند که ترتیب و زمانبندی حرکات در توالیهای پیچیده توسط مغز از هم جدا میشود، قبل از زیپ کردن و انتقال آن به فرمانهای حرکتی خاص یا «حافظه ماهیچهای»، زمانی که شخص شروع به عمل میکند.
آنها دریافتند که توالی حرکت در سطح بالا (مانند نظم و زمانبندی) میتواند در چندین ناحیه حرکتی مغز ذخیره شود، اغلب در طول چندین روز تمرین و به خاطر سپردن دنبالههای عمل، قبل از اینکه پس از یک محرک خاص مانند یک نشانه موسیقی فعال شود. یا یک تفنگ شروع
در حال انتشار یافته های خود امروز (6 فوریه) در مجله علوم اعصابمحققان دانشگاه بیرمنگام و دانشگاه بانگور معتقدند این کشف ممکن است به بهبود توانبخشی حرکتی برای قربانیان سکته کمک کند.
از دست خط گرفته تا نواختن یک آلت موسیقی، اجرای توالی حرکات از حافظه، نشانه رفتار ماهر انسان است.
چیزی که شگفتآور است این است که مغز این مهارتها را بهجای اینکه آنها را بهعنوان یک حافظه عضلانی یکپارچه رمزگذاری کند، حتی پس از تمرین گسترده، به ویژگیهای تشکیلدهندهشان تفکیک میکند. هنگام انجام چنین وظایفی، یک تغییر در وضعیت های اطلاعاتی در مغز وجود دارد.
زمانی که اطلاعات را برای اجرا آماده می کنیم، قبل از اینکه برای شروع کار با هم فشرده شوند، از حافظه خارج شده بازیابی می شوند. شاید این مکانیسم باز کردن زیپ به ما کمک کند تا برای تنظیمات انعطافپذیر بمانیم، حتی در صدها میلیثانیه پایانی قبل از شروع حرکت، به عنوان مثال اگر نیاز به تغییر سرعت یا زمانبندی یک اقدام آینده داشته باشیم.
دکتر کاتیا کورنیشوا، محقق اصلی، مرکز سلامت مغز انسان، دانشگاه بیرمنگام
مجموعهای از تقریباً 1000 آزمایش، شرکتکنندگان راستدست – به استثنای موسیقیدانهای حرفهای- را دیدند که چهار سکانس صفحه کلید را که آنها تهیه و پس از یک نشانه بصری تهیه و تولید کردند، یاد گرفتند و حفظ کردند. پس از آموزش، شرکت کنندگان دنباله های صفحه کلید را در یک اسکنر MRI تولید کردند که الگوهای فعالیت در سراسر مغز را در طول کار اندازه گیری می کرد. نشانه رفتن در برخی آزمایشها ظاهر نشد که به محققان اجازه میداد آمادگی را از خود حرکت جدا کنند.
نویسنده اول، ریس یوبری، از دانشگاه بانگور، اظهار داشت: ما همچنین چندین ناحیه مغز را پیدا کردیم که زمانبندی را در طول تولید حرکت کنترل میکنند، اما به نظر میرسد هیچ یک از آنها نظم را بدون ادغام آن با زمانبندی کنترل نمیکنند.
“یک اثر تطبیقی در رفتار شرکت کنندگان ما وجود داشت – آنها در به دست آوردن یک دنباله با ترتیب جدیدی از فشار دادن انگشتان سریعتر بودند، زمانی که با زمان بندی آشنا بودند و در عین حال برای یادگیری یک دنباله در هنگام جفت کردن یک ترتیب قبلی آموزش دیده با زمانبندی جدید. شاید فعال ماندن کنترل زمان در طول تولید امکان انعطافپذیری را حتی پس از شروع حرکت فراهم کند.
محققان بر این باورند که مغز ترتیب توالی و زمانبندی را بهعنوان عناصر «چه چیزی» که نشاندهنده کنترل سطح بالاتر هستند، از هم جدا میکند، که برای تعریف «چگونگی» دقیقاً کار باید انجام شود.
این نتایج جدید به ما کمک میکند تا درک بهتری از نحوه ذخیره و کنترل اعمال ماهرانه در مغز برای مهارتهای روزمره مانند تایپ کردن، بستن بند کفش و نواختن آلات موسیقی داشته باشیم و چه چیزی آنها را در برابر تغییرات محیطی یا اختلالات عصبی انعطافپذیر و انعطافپذیر میکند.
منابع:
مرجع مجله:
یوبری، آر.، و همکاران (2023) الگوهای قشری از جداسازی ویژگی های توالی در طول برنامه ریزی به ادغام در طول اجرای موتور تغییر می کند. مجله علوم اعصاب. doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1628-22.2023.