کشف حیرت‌انگیز دانشمندان درباره فعالیت مغز

مطالعه‌ای جدید حرکات مردمک چشم شرکت‌کنندگان در هنگام خواب را بررسی کرده است و از روشی نوین بهره برده که می‌تواند در تحقیقات مرتبط با اختلالات خواب کاربرد داشته باشد.

کد خبر: ۸۵۵۰۷۵

تاریخ: ۱۹ اسفند ۱۴۰۳ - ۱۷:۳۳

به گزارش انتخاب و به نقل از gizmodo؛ هرچند خواب زمانی برای استراحت و بازیابی انرژی است، اما مغز ما همچنان به طرز شگفت‌آوری فعال باقی می‌ماند. در واقع، پشت پلک‌های بسته‌ی ما اتفاقات بیشتری رخ می‌دهد که پیش‌تر تصورش را نمی‌کردیم. این نتیجه‌ای است که تیمی از پژوهشگران پس از تحلیل حرکات چشمی در زمان خواب به آن دست یافته‌اند.

در مطالعه‌ای که روز چهارشنبه در ژورنال Nature Communications منتشر شد، محققان سوئیسی تغییرات مردمک چشم افراد در هنگام خواب را مورد بررسی قرار دادند. یافته‌های این تحقیق نشان می‌دهد که اندازه‌ی مردمک چشم ما به‌طور مداوم تغییر می‌کند، حتی در حالی که بیهوش هستیم. این تغییرات نشان‌دهنده‌ی سطوح مختلفی از فعال‌سازی مغز است—واکنش مغز به محرک‌ها. محققان امیدوارند که با تحقیقات بیشتر، پزشکان بتوانند روزی از این پدیده برای تشخیص اختلالاتی مانند بی‌خوابی و سایر ناهنجاری‌های خواب استفاده کنند.

کارولین لوستنبرگر، متخصص علوم اعصاب در ETH زوریخ و یکی از نویسندگان این پژوهش، در بیانیه‌ای دانشگاهی گفت:
«دینامیک مردمک چشم بازتابی از وضعیت برانگیختگی مغز یا سطح فعال‌سازی بخش‌هایی از مغز است که مسئول تنظیم چرخه‌ی خواب و بیداری هستند. این مشاهدات، فرضیه‌ی قبلی را که معتقد بود سطح برانگیختگی در هنگام خواب بسیار پایین است، به چالش می‌کشد.»

چشم‌ها، پنجره‌ای به فعالیت مغزی در خواب؟

لکوس سرولئوس—بخشی از مغز که میزان فعالیت و هوشیاری را تنظیم می‌کند—در ساقه‌ی مغز قرار دارد و مطالعه‌ی آن در هنگام خواب به‌طور خاص دشوار است. از آنجا که اندازه‌ی مردمک چشم با فعالیت مغز ارتباط دارد، محققان گمان کردند که می‌توان از آن به‌عنوان یک شاخص برای پیگیری سطح فعال‌سازی مغز در خواب استفاده کرد.

این تیم پژوهشی ادعا می‌کند که اولین گروهی است که توانسته است حرکات چشمی را برای چندین ساعت در طول خواب زیر نظر بگیرد. اما شاید این پرسش برایتان پیش آمده باشد که آن‌ها چطور چنین کاری را انجام دادند؟ تصویر نمایش داده‌شده در مقاله یک عکس آرشیوی نیست—بلکه نشان می‌دهد که چگونه این آزمایش انجام شده است. پژوهشگران به‌سادگی یکی از چشمان هر شرکت‌کننده را با چسب باز نگه داشتند، آن را با یک پماد مخصوص مرطوب کردند، و سپس با یک پانسمان شفاف پوشاندند.

مانوئل کارو دومینگز، مهندس زیست‌پزشکی در ETH زوریخ و نویسنده‌ی اصلی این مطالعه که این روش را ابداع کرده، توضیح می‌دهد:
«نگرانی اصلی ما این بود که شرکت‌کنندگان نتوانند با چشمان باز بخوابند. اما در یک اتاق تاریک، اغلب افراد فراموش می‌کنند که چشمانشان همچنان باز است و در نهایت موفق به خوابیدن می‌شوند.»

به‌طور کلی، حرکات مردمک چشم شرکت‌کنندگان نشان داد که سطح فعال‌سازی مغز در طول خواب به‌طور مداوم تغییر می‌کند. این یافته تأییدی است بر یک ویژگی زیستی در انسان‌ها که مطالعات قبلی آن را در جوندگان نیز ثبت کرده بودند.

ارتباط مردمک چشم و امواج مغزی در خواب

این تیم تحقیقاتی همچنین متوجه شد که دینامیک مردمک در خواب با الگوهای خاصی از فعالیت مغزی ارتباط دارد—از جمله امواج مغزی که در ثبات خواب و تحکیم حافظه نقش دارند. علاوه بر این، پژوهشگران دریافتند که شدت واکنش مغز به صدا، به سطح فعال‌سازی آن بستگی دارد—سطحی که می‌توان آن را از طریق اندازه‌ی مردمک چشم افراد مشخص کرد. با این حال، این مطالعه هنوز ثابت نکرده است که آیا لکوس سرولئوس مستقیماً بر تغییرات مردمک چشم تأثیر می‌گذارد یا خیر.

لوستنبرگر دراین‌باره توضیح می‌دهد:
«ما صرفاً تغییرات مردمک را مشاهده می‌کنیم که با سطح فعال‌سازی مغز و فعالیت قلبی مرتبط هستند.»

هدف این تیم پژوهشی این است که در مطالعه‌ای بعدی، رابطه‌ی علی میان فعالیت مغزی و تغییرات مردمک را بررسی کند و همچنین بفهمد که سطح فعال‌سازی مغز چگونه بر کیفیت خواب تأثیر می‌گذارد. اگر آن‌ها موفق به یافتن یک رابطه‌ی علی قوی شوند، این یافته می‌تواند به تشخیص اختلالاتی مانند بی‌خوابی، اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) و حتی ارزیابی بهبودی بیماران در حالت کما کمک کند.

هنوز نمی‌توانیم با اطمینان بگوییم که «چشم‌ها پنجره‌ای به روح هستند»، اما همان‌طور که تحقیقات این تیم نشان داده است، آن‌ها قطعاً پنجره‌ای به مغز محسوب می‌شوند!