علماء يكتشفون الخلايا العصبية التي تتجاوب مع الأغاني داخل المخ

للمرة الأولى على الاطلاق، نجح فريق من الباحثين في معهد ماساشوسيتس للتكنولوجيا بالولايات المتحدة في التعرف على مجموعة من الخلايا العصبية داخل مخ الانسان تتجاوب مع الغناء فقط، وليس مع باقي ألوان الموسيقى.

وتبين لفريق الدراسة أن تلك الخلايا العصبية التي تتواجد في القشرة السمعية داخل المخ تستجيب عندما يستمع الانسان لمزيج من الألحان والأصوات، ولكنها لا تتجاوب عند الاستماع إلى الأصوات أو الموسيقى بشكل منفرد. ويؤكد الباحثون أن هذه الخلايا تضيء عندما تستمع إلى الأغاني، ولكن تحديد الأشياء التي تفعلها هذه الخلايا على وجه الدقة مازال يتطلب مزيدا من الدراسة والبحث.

ويقول سام نورمان هايجنير، استاذ العلوم العصبية بالمركز الطبي التابع لجامعة روشستر بولاية نيويورك الأمريكية وطالب الدراسات العليا السابق في معهد ماساشوسيتس إن هذه الدراسة تثبت وجود اختلاف دقيق بين وظائف الخلايا داخل القشرة السمعية لمخ الانسان.

واعتمد الباحثون على دراسة سابقة أجريت عام 2015 للتعرف على وظائف الخلايا العصبية داخل القشرة السمعية للمخ باستخدام التصوير عن طريق تقنيات الرنين المغناطيسي الوظيفي، وتبين للفريق البحثي آنذاك أن هناك خلايا عصبية معينة تستجيب لأصوات الموسيقى، وأجرى الباحثون أيضا قياسات للإشارات الكهربائية على سطح المخ للتوصل إلى معلومات أكثر دقة في هذا الصدد.

ويوضح نورمان هايجنير أن “هناك مجموعة من الخلايا العصبية تستجيب لأصوات الغناء، وهي تقع بجوار مجموعات عصبية أخرى تتجاوب مع الموسيقى بشكل عام. وعند التصوير بواسطة الرنين المغناطيسي الوظيفي، فإنك تجد هذه المجموعات متداخلة بشكل كبير، بحيث لا يمكن الفصل بينها، ولكن عن طريق إجراء تسجيلات داخل الجمجمة، استطعنا امعان النظر بدقة أعلى، واعتقد أن هذا ما أتاح لنا الفصل بين الفئات المختلفة من الخلايا العصبية داخل المخ”.

وفي إطار الدراسة الجديدة التي نشرتها الدورية العلمية “كارانت بيولوجي” المتخصصة في مجال الأحياء، اعتمد الباحثون على تقنية جديدة يطلق عليها اسم “التخطيط الكهربائي لقشرة المخ” حيث تتيح هذه التقنية تسجيل الأنشطة الكهربائية لخلايا المخ، عن طريق تثبيت أقطاب كهربائية داخل الرأس. وتستطيع هذه التقنية قياس النشاط الكهربائي للمخ بدقة أعلى مقارنة بالرنين المغناطيسي الوظيفي الذي يقيس تدفق الدم داخل المخ كوسيلة لتحديد نشاط الخلايا العصبية.

ومن المعروف أن التخطيط الكهربائي لقشرة المخ لا يعتبر من وسائل التصوير التقليدية لمخ الانسان، نظرا لأنه يندرج في إطار الجراحات، وكثيرا ما يتم استخدامه لمراقبة حالات مرضى الصرع المقبلين على إجراء جراحة من أجل معالجة نوبات الصرع التي يتعرضون لها. ويتم مراقبة المرضى على مدار عدة أيام، بحيث يستطيع الأطباء تحديد مصدر نوبات الصرع داخل المخ. وخلال هذه المرحلة، كان المرضى، بناء على موافقتهم، يشاركون في اختبارات معينة تتضمن قياس إشارات المخ أثناء أداء مهام أو وظائف معينة. وقد جمع الفريق البحثي من معهد ماساشوسيتس للتكنولوجيا بيانات من 15 مريضا على مدار عدة سنوات للاستفادة من هذه المعلومات لتحديد الخلايا التي تتجاوب مع الأغاني داخل المخ.

وفي إطار الدراسة، كان الباحثون يعرضون المرضى لـ165 صوتا، وهي الأصوات التي سبق استخدامها في التجربة السابقة باستخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي. وتبين خلال هذه التجارب أن بعض الأقطاب المثبتة داخل القشرة السمعية للمرضى تلتقط إشارات كهربائية بعكس أقطاب أخرى كانت لا تسجل أي استجابات عند الاستماع للأصوات. واستطاع الباحثون عن طريق منظومة للتحليل الإحصائي تحديد أماكن الخلايا العصبية التي تنبعث منها هذه الاستجابات وأماكنها من واقع أماكن الأقطاب الكهربائية المثبتة داخل المخ.
وذكر نورمان هايجنير، في تصريحاته التي أوردها الموقع الإلكتروني “سايتيك ديلي” المتخصص في الأبحاث العلمية أنه “عندما قمنا بتطبيق هذه الوسيلة على البيانات المتاحة لدينا، تبين لنا أماكن الخلايا العصبية التي تتجاوب مع الأغاني”، مؤكدا “نحن لم نكن نتوقع أن نصل إلى هذه النتائج، ولكن هذا هو ما يبرر التجارب العلمية وهو اكتشاف أشياء جديدة لم تكن تفكر فيها في المقام الاول”.

ويقول الباحثون إن الجزء الذي يستجيب لأصوات الأغاني داخل المخ يقع أعلى الفص الصدغي، بالقرب من الأجزاء الخاصة باللغة والموسيقى. ويشير هذا الموقع إلى أن هذه الخلايا ربما تتفاعل مع عناصر معينة مثل أصوات الالحان، أو التمازج بين الكلمات والنغمات، قبل أن ترسل هذه البيانات إلى أجزاء أخرى من المخ لمعالجتها على نطاق أوسع.

ويأمل الباحثون أن يتعرفوا على ألوان الأغاني التي تستثير هذه الخلايا العصبية، كما يسعى فريق الدراسة إلى تحديد ما إذا كان الأطفال لديهم مناطق معينة داخل المخ للتعرف على أنواع الموسيقى والغناء، في محاولة لتحديد الفترة التي تتطور فيها هذه الخلايا خلال مراحل النمو المختلفة للانسان.