استفاده از مدل های محاسباتی براي شناسایی مناطق تحریک مغزي مناسب در مقابله با پیری مغز

امروزه با پیشرفت های روزافزون تکنولوژی و استفاده از ابزار های نوین در مطالعات شناختی، تلاش هاي پژوهشگران در زمينۀ افزايش بهره وري سيستم عصبي انسان به نتایج خوبی رسيده است. براي نمونه، با درک تغییرات عصبي که در طول زمان و در روند افزایش سن رخ می دهد مي توان روش های درمانی را توسعه داد که زوال شناختی را کاهش داده یا معکوس می ‌کنند. با افزایش سن، مغز مجدداً خود را سازماندهی کرده و پويايي  و ارتباطات بین نوروني آن به‌ طرز چشمگیری تغییر می‌ کند؛ این تغییرات اغلب منجر به کاهش عملکرد های شناختی می‌ شود. برای کاهش آثار طبیعی افزایش سن و همچنین درمان برخی اختلالات عصبی و بهبود عملکرد های شناختی از تکنیک های غیرتهاجمی تحریک عصبی (جريان های الکتریکی و مغناطیسی) استفاده شده است که در اغلب موارد مؤثر بوده‌ اند. با این حال، استفادۀ گسترده از این ابزارها در مطالعات تجربی با مقیاس هاي بزرگ بر روی مغز افراد سالم با محدودیت های اخلاقی روبه رو است. به منظور رفع چنین چالش هایی محققان از مدل ‌های شبیه‌سازی شده مغز استفاده می‌کنند تا اثرات اعمال تحریک عصبی در افراد را شبيه سازي كنند.

شکل ١ _ نمونه ای از روند مدل محاسباتی کل مغز

گروهی از محققان اسپانیایی با استفاده از چنین مدلی توانستند حالت‌ های مغزی افراد مسن را شبیه سازی کنند. این گروه از داده های تصویربرداری عصبی ٦٢٠ فرد سالم (نیمی از افراد بالای ٦٥ سال و نیمی کمتر از ٦٥ سال)  استفاده کردند که در مطالعات قبلی جمع آوری شده بود تا تفاوت های بارز حالت های مغزی دو گروه را آشکار کنند.

 انیرا اسکریکس (Anira Escrichs) نویسندۀ اول  این مقاله می گوید: «ما حالت ‌های مغزی گروه مسن‌ را در یک مدل محاسباتی از کل مغز شبیه‌ سازی کردیم. در مرحله بعد، با اعمال تحریک‌های مصنوعی در نواحی مختلف به دنبال یافتن راهی برای القای حالت های مغزی مشاهده شده در گروه جوان بودیم.»

محققین با اعمال تحریک به نقاط مختلف مغزی دریافتند که تحریک پرکونئوس (Precuneus) می‌تواند بهینه‌ترین حالت برای انتقال عملکرد از حالت به پیری به جوانی باشد. این ناحیه در شبکه مغزی دارای اتصالات قابل توجه است که انتقال اطلاعات و ارتباطات با سایر نواحی مغزی را تسهیل می‌کند.

شکل ٢ _ پرکونئوس بخشی از لب آهیانه‌ای بالایی در مغز است.

به عقیدۀ محققین، یافته های این مطالعه علاوه بر ارائه بینشی نوین در شناسایی روند تغییرات و نحوۀ واکنش مغز افراد مسن به تحریک خارجی، می تواند الهام بخش طراحی رویکرد های تازه در مداخلات تحریکی و معکوس کردن آثار پیری بر عملکرد مغز باشد.

 منبع

تهیه شده توسط:

کارگروه مدلسازی شناختی و هوش مصنوعی

شاخه دانشجویی نقشه برداری مغز ایران

مدیریت ترویج و آموزش

ترجمه خبر:

نفیسه خلیلی فر، کارشناسی ارشد علوم شناختی طراحی و خلاقیت

ویرایش متن:

عباس پورهدایت، همکار علمی کارگروه (کاندید دکتری مدلسازی شناختی، دانشگاه شهید بهشتی)