دو نیمکره مغز ما -چپ و راست- وظایف مختلف مخصوص به خود دارند.
مطالعه اخیر از چگونگی رخ دادن این اتفاق و رسیدن به یک نتیجه گیری شگفت انگیز خبر می دهد.
تسلط نیمکره که به عنوان عملکرد اختصاصی هر بخش از مغز شناخته شده است، تمایل به سمت چپ یا سمت راست مغز که فعالیت های مغزی خاصی را انجام دهند، توصیف می کند.
اگرچه هر دو طرف مغز تقریبا یکسان هستند، اما یک نیمکره عمدتا برخی از توابع را بر روی دیگری انجام می دهد.
به عنوان مثال، نیمکره چپ نواحی مغزی را با گفتار (یا نیمکره راست در افراد چپ دست) مرتبط می کند.
قبلا، دانشمندان بر این باور بودند که انسان تنها موجوداتی است که این پدیده را نمایش می دهد. اما هم اکنون تحقیقات پیچیده ای پیرامون عملکرد مغز در سراسر قلمرو حیوانات از حشرات گرفته مانند زنبور عسل تا پستانداران آبزی از جمله نهنگ ها، پیدا شده است.
جسم پینه ای (corpus callosum) یک بخش ضخیم از سلول‌های عصبی که به عنوان الیاف commissural شناخته می شود، دو نیمکره را بهم مرتبط می کند. دقیقا این که تسلط بر روی نیمکره ها چگونه شکل می گیرد هنوز نامشخص است.
اخیرا، محققان در آلمان برای تحقیق در مورد این سوال گرد هم آمدند. آنها تصمیم گرفتند تا سیستم بصری کبوتران را مطالعه کنند و یافته هایشان را در مجله Cell Reports منتشر کرده اند.
مغز پرنده و ایده های قدیمی
قبلا، دانشمندان استدلال کرده اند که یک طرف مغز به سادگی مانع دیگری می شود و سلطه آن قسمت را به دست می گیرد.
پروفسور Onur Gunturkun، نویسنده پیشتاز، توضیح می دهد که “در گذشته فرض شده بود که نیمکره غالب سیگنال های مهاری را از طریق رابط commissures به نیمکره دیگر انتقال می دهد و در نتیجه عملکردهای ویژه ای را در آن منطقه سرکوب می کند.”
در واقع، نیمکره غالب فکر می کند که همسایه خود را فتح کند. با این حال، دانشمندان خاطر نشان کردند که پیام های هیجان انگیز هر دو راه را اجرا می کنند بنابراین باید در مورد این تعامل بیشتر باشد.
محققان تصمیم گرفتند تا از یک مدل کبوتر استفاده کنند، زیرا مطالعات دیگر در سال های اخیر، نفوذ نیمکره را در این گونه توصیف کرده اند.
برای مثال در مغز کبوتر، نیمکره چپ پردازش بصری الگوها و رنگ ها را بر عهده دارد و برعکس، نیمکره راست اغلب با محرک های اجتماعی یا عاطفی سرو کار دارد.
دانشمندان، پرندگان را آموزش دادند تا یک کار تمایز رنگ را انجام دهند. به طور خاص، این چالش بخشی از مغز است که از اطلاعات تصویری برای هدایت فعالیت موتور استفاده می‌کند. در این نوع از تکلیف، سمت چپ مغز غالب است.
پروفسور Güntürkün و همکار نویسنده اش، دکتر Qian Xiao برای درک چگونگی تسلط یکی از نیمکره ها بر دیگری توسط ارتباط بین دو نیمکره، به به طور متناوب برخی از نورون‌ها را که بین دو طرف مغز اجرا می شوند را خاموش کردند.
دخالت در ارتباط نیمکره های مغز (cross-talk)
آنها پس از مسدود کردن نورون های خاصی که از یک طرف در حال اجرا بودند، فعالیت نورون هایی که معمولا ورودی خود را در جهت مخالف دریافت می کنند، مشاهده خواهند کرد.
به این ترتیب، آنها می توانند راهی را که در آن نیمکره غالب کنترل خود را اعمال می کند، را جدا کنند.
محققان نشان دادند که به جای مهار کردن طرف راست مغز در طول این کار، نیمکره چپ می تواند پاسخ نیمکره راست را به تاخیر بیاندازد، به طوری که مانع از درگیر شدن شود.
همانطور که پروفسور Gunturkun توضیح می دهد، “نیمکره راست برای کنترل پاسخ خیلی دیر عمل می کند.”
نیمکره راست به جای مهار واکنش، باز هم کار می کند، اما سیگنال های آن برای تغییر رفتار پرندگان بسیار کند هستند.
پروفسور Gunturkun می گوید:
“این نتایج نشان می دهد که نفوذ و تسلط نیمکره بر مکانیسمی پیچیده استوار است. این امر به یک نفوذ بازدارنده یا تحریکی عمومی وابسته نیست؛ بلکه ناشی از تاخیرهای زمانی لحظه ایدر فعالیت سلول های عصبی در نیمکره دیگر است.”
یافته ها به روش کاملا جدیدی برای بررسی سلطه نیمکره ای می پردازند. تحقیقات به این پدیده نسبتا عجیب ادامه می دهند که سیر تکامل در طول بسیاری از شاخه های زندگی حفظ شده است.
با این حال، احتمالا مدتی طول می کشد تا بفهمیم چرا تقسیم کار بین دو نیمکره به طور تکاملی مفید است.