مغزهای متعادل

بررسی چگونگی حفظ تعادل در فضا

محققان ناسا با بررسی چگونگی حفظ تعادل در فضانوردان به اطلاعات تازه یی درباره مغز افراد دست یافته اند. حفظ تعادل آن گونه که به نظر می رسد، آسان نیست. فقط برای یک دقیقه تلاش کنید روی یک پا بایستید. در این حالت حسی به شما دست می دهد که انگار مجبورید برای حفظ تعادل به طور مداوم تلاش کنید.

حفظ تعادل همانند خواندن، مهارت پیچیده یی است که به صورت خودکار با تمرین کردن به دست می آید. شاید فکر کنید تنها اتفاقات غیرعادی می تواند باعث فراموشی این مهارت ها شود، اما این گونه مهارت ها در مواقعی نظیر سفر به فضا واقعاً فراموش می شوند. دانشمندان دریافتند فضانوردانی که از سفرهای فضایی برمیگردند، می توانند تعادل خود را حفظ کنند، اما این کار برایشان چندان هم آسان نیست. علت این است که مغز آنها نمی داند چگونه اطلاعاتی را که از حواس مختلف دریافت می کند، تفسیر کند.

وقتی در حال تعادل هستید از اطلاعات مربوط به سه نوع حس استفاده می کنید؛

۱) گیرنده های تحریکی ماهیچه های شما که نشان می دهد کدام یک از اعضای بدن در ارتباط با دیگر قسمت ها است.

۲) سیستم کوچکی در گوش درونی که حرکات سر را ردیابی می کند.

۳) چشم های شما.

مغز انسان با تمام اطلاعاتی که مربوط به ساخته شدن یک مدل است، سروکار دارد. در برنامه های کامپیوتری این اطلاعات، Subroutine نامیده می شود، اما در واقع خیلی بیشتر از یک الگوریتم است. این مدل ها زمینه یی را برای تفسیر اطلاعات و واکنش نسبت به آنها فراهم می کند. مغز ما در هر لحظه این قبیل مدل ها را تولید می کند و به همین خاطر است که ما یاد می گیریم و با محیط سازگار می شویم. وقتی زبان تازه یی می آموزیم یا هنگامی که به یک عینک تازه تجویزشده عادت می کنیم، مغز ما این مدل ها را تولید می کند. فضانوردان هم روی زمین همین کار را انجام می دهند. مغز آنها از پیش مدلی را ساخته است که به آنها می گوید چگونه بدن خود را در وضعیت گرانش طبیعی زمین کنترل کنند، اما آنها هنگام اقامت در فضا باید مدلی برای گرانش صفر (بی وزنی) بسازند. آنها باید موقع برگشت از فضا به زمین دریابند که موقع برگشت به مدل گرانشی زمین است، ولی این انتقال بین دو مدل آسان نیست . وقتی شما با حالت جدیدی مانند فضا مواجه می شوید، مغز شما باید کارهایی انجام دهد، مثلاًً باید تصمیم بگیرد این حالت جدید پایدار خواهد بود یا نه و چه مدلی برای این حالت لازم است. پس از آن مغز یکی از مدل ها را ایجاد می کند.

برای اینکه مغز وضعیت جدید را بررسی کند و برای آن مدل تازه یی ارائه دهد و از مدل قبلی به مدل جدید منتقل شود، مدتی زمان لازم است و طی انتقال، مغز سردرگم می شود که از کدام مدل استفاده کند. مغز در این مدت، اطلاعات رسیده از حواس را با استفاده از هر دو مدل تفسیر می کند. به عنوان مثال خیال می کنید دنیا دور سر شما می چرخد. اگر این حالت واقعاً اتفاق بیفتد، سردرد و دیگر علامت های بیماری ظاهر خواهد شد. این علامت ها به علت انتقال بین دو مدل پدیدار می شوند. یکی از دانشمندانی که در این مورد روی فضانوردان تحقیق می کند، در تلاش است چگونگی انتقال مغز فضانوردان را از مدلی به مدل دیگر دریابد.

این کار با ارسال اطلاعات حسی مربوط به حالت گیجی به مغز انجام می شود، به طوری که فضانورد باور می کند نیرویی او را از یک حالت به حالت دیگر سوق می دهد. حدود ۱۰ سال پیش آزمایشی مربوط به عصب شناسی انجام شد که به روش زیر انجام گرفت. فضانوردی را که پس از مسافرت فضایی تعادل خود را روی زمین بازیافته بود، روی یک صندلی چرخان نشاندند و به هر طریقی که می شد، توان حفظ تعادل را از او گرفتند. اتفاقاتی در مغز این فضانورد رخ داده است که به انتقال منجر شده است. به گفته دانشمندان؛ «ما فکر می کنیم او از یک سازگاری زمینی به بی وزنی برگشته است. احتمالاً مغز فضانورد توسط سیگنال هایی که از اعضا می گیرد، سردرگم می شود و برای تفسیر این سیگنال ها حس می کند دوباره به فضا برگشته است، لذا به مدلی که هنگام پرواز در فضا دارد، بازمی گردد.» در ادامه دانشمندان تلاش کردند دریابند که آیا می توان مغز را مجبور کرد بین دو حالت منتقل شود یا خیر؟ دانشمندان برای پاسخ به این پرسش، فضانوردان را داخل یک دستگاه سانتریفوژ (صندلی چرخان) قرار دادند. وقتی فضانوردان روی پهلوی خودشان دراز می کشند، دستگاه با سرعت های مختلفی به سمت جلو و عقب می چرخد. فضانوردان پس از ۱۰ دقیقه چرخش، داخل اتاقکی روی یک سکو می ایستند. برای همه فضانوردان ایستادن روی سکو امکان پذیر است، اما سکو و اتاقک طوری طراحی شده اند که قسمت های مختلف اطلاعات حسی که در تعادل به کار می آیند را از هم تفکیک کند. این اطلاعات به حواس بینایی، شنوایی و تحریک اعضا مربوط می شود. به عنوان مثال گیرنده های تحریکی برای کنترل تعادل در قوزک پا قرار دارد و سکو طوری کار می کند که مانع رسیدن اطلاعات حسی می شود. به این صورت که اگر فضانورد بخواهد به سمت جلو حرکت کند، سکو به اندازه همان زاویه پای فضانورد تغییر می یابد، به طوری که زاویه قوزک پا اصلاً تغییر نمی کند.

دانشمندان امیدوارند با این آزمایش ها نحوه انتقال از حالتی به حالت دیگر را دریابند. فضانوردانی که در این آزمایش ها شرکت داشتند، کارکنان شاتل فضایی هستند که قرار است در آینده یی نزدیک به فضا سفر کنند. دانشمندان این آزمایش ها را پس از انجام مسافرت فضایی نیز روی این فضانوردان انجام خواهند داد. نتایج تحقیق این دانشمندان به فضانوردان کمک می کند تعادل خود را سریع تر بازیابند.

برای ما که روی زمین هستیم چه می توان گفت؟ این نتایج ممکن است در اینجا هم موثر واقع شود؟ این تحقیق می تواند کمک کند که یادگیری آسان تر شود؟

FirstScience.com

ترجمه؛ سعید همتی