خستگی‌های هیچ‌اندیشی

برگردان: احسان سنایی

هیچ اصلاً فکر کرده‌اید که چرا از یاد بردن مشغله‌ها حین تعطیلات سخت است و ساکت‌سازی آهنگ چندش‌آوری که مدام در ذهن‌تان تکرار می‌شود از آن هم سخت‌تر؟ ریاضیدانان دانشگاه Case Western Reserve احتمالاً بخشی از این پاسخ را داده‌اند.

ریاضیدانان دریافته‌اند که مغز به‌منظور قطع جریان داده‌ها مابین سلول‌های عصبی (نورون‌ها)، انرژی چشمگیری را مصرف می‌کند / Sebastian Kaulitzki / iStockphoto

آنان دریافته‌اند همانگونه که اندیشیدن، خود انرژی می‌برد؛ توقف‌اش نیز انرژی‌بر است ... درست مثل توقف کامیونی در سراشیبی یک تپه. دکتر «دنیلا کالوتی» (Deniela Clvetti»؛ استاد ریاضیات این دانشگاه و یکی از نویسندگان حاضر در پژوهش اخیر اظهار می‌دارد: «شاید این، علت دشواری فکر کردن به «هیچ» و تلاش‌ خسته‌کنند‌ه‌مان برای راحت ماندن [از شر این هیچ‌اندیشی] را توجیه کند». این پژوهش اخیراً در شماره‌ی آنلاین نشریه‌ی علمی Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism، به انتشار رسیده است.

گشودن مغز از برای بازبینی دقیق فرآیندهایش، عملی نیست. از این‌رو به‌منظور درک میزان مصرف انرژی این بخش از بدن، کالوتی در کنار دکتر «ارکی سومرسالو» (Erkki Somersalo)؛ استاد ریاضیات، و دکتر «روزتا اوکچیپینیتی» (Rosetta Occhipiniti) که سال گذشته طی همکاری در این پژوهش، او نیز دکترای ریاضیات‌اش را اخذ نمود و هم‌اکنون پژوهش‌گر فوق‌دکترای دپارتمان فیزیولوژی و بیوفیزیک دانشکده‌ی پزشکی دانشگاه Case Western Reserve است؛ اقدام به ایجاد گروهی پژوهشی نمود. از آن پس آن‌ها معادلات و آمارهایی را به‌وجود آورده و مدلی رایانه‌ای از سوخت‌وساز مغز انسان را ساختند.

شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای صورت‌پذیرفته طی این پژوهش، با یاری Metabolica انجام شد؛ بسته‌ای نرم‌افزاری که کالوتی و سومرسالو به‌منظور بررسی سامانه‌های متابولیکی مغز طراحی‌اش کرده‌اند. این نرم‌افزار، تعبیری عددی از مسیرهای ارتباطی مابین نورون‌های‌های تحریکی که ناقل تفکرات‌ هستند و یا نورون‌های بازدارنده‌ای که ترمزی برای فعالیت‌ سلول‌های ستاره‌مانند مغزی، موسوم به «آستروسیت»‌ها (Astrocytes) محسوب می‌شوند را به دست می‌دهند.

برای توقف یک تفکر، مغز از نورون‌های بازدارنده به‌منظور ممانعت از رد اطلاعات از یک نورون‌ تحریکی به دیگری، استفاده می‌کند. کالوتی می‌گوید: «نورون‌های بازدارنده، همانند کشیشی هستند که می‌گوید: نکن». این نورون‌های کشیش، با آزادسازی «اسید گاما-آمینوبیوتریک» که معمولاً GABA خوانده می‌شود و خنثی‌کننده‌ی تأثیر «گلوتامات» رهاشده توسط نورون‌های تحریکی‌ست، مسیر اطلاعات را مسدود می‌کنند. گلوتامات که نوعی انتقال‌دهنده‌ی عصبی (نوروترانسمیتر) مابین نورون‌های تحریکی به‌شمار می‌رود، درگاه‌های سیناپسی را می‌گشاید و GABA بالعکس، این درگاه‌ها را می‌بندد.

سومرسالو در این‌باره می‌گوید: «آستروسیت‌ها که همچون سیندرلای مغز ما هستند، به‌منظور بازسازی GABA و گلوماتات که یک نوروتوکسین به‌شمار می‌رود (نوعی سم که فقط بر سلول‌های عصبی یا همان نورون‌ها اثرگذار است)؛ اکسیژن زیادی مصرف می‌کنند».

اکسیژنِ بیشتر هم طبعاً نیازمند جریان بیشتر خون است؛ هرچند ارتباط مابین سوخت‌وساز‌های مغزی و متغیرهای دینامیکی خون هنوز آن‌قدرها شناسایی نشده است. پس رویهمرفته «بازدارندگی، به‌شدت هزینه‌بر است». این را او در تکمیل گفته‌هایش می‌افزاید.

این گروه پژوهشی درنظردارد که میزان استعمال انرژی نورون‌های تحریکی و بازدارنده را با شبیه‌سازی‌ همزمان هردوی فرآیندها، به‌دقت مورد مقایسه قرار دهد. تشخیص بیماری‌ها یا ضایعات مغزی، غالباً تا مراحل پیش‌رفته‌اش دشوار است و بیشتر این بیماری‌ها نیز با این‌حال هم‌پیوند با نحوه‌ی سوخت‌وساز انرژی و فهم قواعدی‌ست که پزشکان را قادر به تشخیص زودهنگام‌شان کند. مهار مرگ‌ومیرهای مرتبط با بیماری‌های مخرب اعصاب احتمالاً زمان‌بر خواهد و کالوتی می‌گوید: «این واقعاً انگیزه‌ساز است».

منبع: ScienceDaily