فهم سرعة اتصال الدماغ

Newswise — مدينة روتشستر، ولاية مينيسوتا — في الغالب كان يُعتقد أن سرعة المعلومات المنقولة ما بين مناطق الدماغ تستقر في بداية المراهقة. لقد وجدت دراسة جديدة في مجلة نيتشر نيوروسينس أجراها باحثو مايو كلينك وزملاؤهم من هولندا أن سرعات نقل المعلومات تستمر في الزيادة حتى بداية البلوغ.

نظرًا لأن مشاكل مثل: القلق والاكتئاب واضطرابات ثنائي القطب، يمكن أن تظهر في أواخر مرحلة المراهقة وبداية مرحلة البلوغ، فإن تحسين فهمنا لنمو الدماغ قد يساعد الأطباء على تقديم علاجات لهذه الاضطرابات.

تقول دورا هيرميس، الحاصلة على الدكتوراه، مهندسة الطب الحيوي في مايو كلينك وكبيرة مؤلفي الدراسة: "قد يساعد الفهم الأساسي لمسار تطور دوائر الدماغ في تحديد فترات النمو الحساسة حيث يمكن للأطباء تقديم علاجات لمرضاهم".

يتطور النظام الهيكلي للمسارات العصبية في الدماغ أو الجهاز العصبي، الذي يُسمى الشبكة العصبية البشرية، مع تقدم الناس في السن. لكننا لا نملك وصفًا جيدًا لكيف تُؤثر التغييرات الهيكلية على سرعة الإشارات العصبية.

توضح الدكتورة هيرميس قائلةً: "مثلما يعتمد وقت عبور الشاحنة على هيكل الطريق، فإن سرعة إرسال الإشارات بين مناطق الدماغ تعتمد على بنية المسارات العصبية. تنضج الشبكة العصبية البشرية خلال النمو والتقدم في العمر، ويمكن أن تتأثر بالمرض. قد تؤثر كل هذه العمليات على سرعة تدفق المعلومات إلى الدماغ. "في الدراسة، قامت الدكتورة هيرميس وزملاؤها بتحفيز أزواج من الأقطاب الكهربائية بنبضة كهربائية قصيرة لقياس الوقت الذي تستغرقه الإشارات للانتقال بين مناطق الدماغ لدى 74 مشاركًا في البحث تتراوح أعمارهم ما بين 4 و51 عامًا. تم إجراء قياسات داخل الجمجمة على مجموعة صغيرة من المرضى الذين لديهم مسارات كهربائية مزروعة لمراقبة الصرع في المركز الطبي الجامعي أوترخت، هولندا.

أظهرت فترات تأخر الاستجابة في مناطق الدماغ المتصلة أن سرعات نقل المعلومات في الدماغ البشري تزداد طوال فترة الطفولة وحتى في بداية مرحلة البلوغ. وتكون الذروة في العمر من 30 إلى 40 عامًا تقريبًا.

تشير بيانات الفريق إلى أن سرعات نقل البيانات لدى البالغين كانت أسرع مرتين تقريبًا مقارنة بالتي لدى الأطفال عادةً. كانت سرعات نقل المعلومات عادةً أسرع لدى الأشخاص ما بين 30 أو 40 عامًا مقارنةً بالمراهقين.

تُقاس سرعة نقل المعلومات في الدماغ بالميلي ثانية، وهي وحدة زمنية تساوي واحدًا من الألف من الثانية. على سبيل المثال، وجد الباحثون أن قياس السرعة العصبية لمريض يبلغ من العمر 4 سنوات هو 45 مللي ثانية لإشارة واحدة لتنتقل من المناطق الأمامية إلى المناطق الجدارية في الدماغ. ولدى مريض يبلغ من العمر 38 عامًا، تم قياس نفس المسار فبلغ القياس 20 مللي ثانية. فقط للمقارنة، فإن طرفة العين تستغرق حوالي 100 إلى 400 مللي ثانية.

ويعمل الباحثون على توصيف الاتصال الذي يبدؤه التحفيز الكهربائي في دماغ الإنسان. من الخطوات التالية هي فهم كيفية تغير سرعات نتقل الملعومات مع الأمراض العصبية بشكل أفضل. يتعاون الفريق مع جراحي أعصاب الأطفال وأطباء الأعصاب لفهم كيف تغيّر الأمراض من سرعات نتقل المعلومات بالمقارنة مع ما يمكن اعتباره ضمن النطاق الطبيعي لفئة عمرية معينة.

تلقى البحث الدعم من المعهد الوطني للصحة العقلية التابع للمعاهد الوطنية للصحة (R01MH122258). لم يذكر الكاتبون أي إفصاحات ذات صلة. توجد قائمة كاملة بالمؤلفين والمؤسسات التي ينتمون إليها في مقال البحث.

لمزيد من المعلومات، يرجى زيارة ديسكافريز إيدج.

###

نبذة عن مايو كلينك
مايو كلينك هي مؤسسة غير ربحية تلتزم بالابتكار في الممارسات السريرية والتعليم والبحث وتوفير التعاطف والخبرة لكل مَن يحتاج إلى الاستشفاء والرد على استفساراته. لمعرفة المزيد من أخبار مايو كلينك، تفضَّل بزيارة شبكة مايو كلينك الإخبارية.