یک دانشمند راز چگونگی عملکرد هوشیاری انسان را فاش کرد.

به گزارش مجله خبری نگار،آگاهی و تفکر ممکن است نه از نورون‌های منفرد، بلکه از خودسازماندهی موج‌مانند قشر مغز ناشی شود. این نتیجه‌ای است که پروفسور ارل میلر از دانشگاه MIT، که بیش از ۳۰ سال است در حال مطالعه چگونگی شکل‌گیری افکار توسط مغز است، به آن رسیده است. او در کنفرانس سالانه انجمن علوم اعصاب، مفهومی را بر اساس طیف وسیعی از آزمایش‌ها ارائه خواهد کرد: مغز از نوسانات در حال اجرا برای انجام محاسبات آنالوگ استفاده می‌کند - که اساس فرآیند‌های شناختی است، طبق گفته موسسه یادگیری و حافظه پیکاور (PILM).

به گفته میلر، قشر مغز را نمی‌توان به عنوان مجموعه‌ای از «ماژول‌های» ثابت در نظر گرفت. در عوض، میلیون‌ها نورون دائماً در تعاملات پیچیده‌ای درگیر هستند و فعالیت الکترومغناطیسی آنها در نوسانات یکپارچه‌ای که در سراسر مغز پخش می‌شوند و جریان‌های اطلاعاتی را کنترل می‌کنند، ترکیب می‌شود.

این محقق خاطرنشان کرد: «مغز از این امواج برای سازماندهی خود استفاده می‌کند. هوشیاری یک شبکه سازمان‌یافته از قشر مغز است.»

ایده این استاد بر اساس اصل پردازش اطلاعات آنالوگ است: سیگنال‌های پیوسته می‌توانند مقادیر بسیار بیشتری نسبت به صفر و یک‌های دیجیتال را رمزگذاری کنند. در مغز، این نقش توسط نوسانات انجام می‌شود - امواجی با فرکانس‌های مختلف که با هم همپوشانی دارند و از طریق تغییر فاز، معنا را منتقل می‌کنند. آزمایش‌ها در آزمایشگاه او نشان می‌دهد که این نوسانات تعیین می‌کنند کدام اطلاعات شناسایی شوند و کدام در پس‌زمینه باقی بمانند.

بنابراین، امواج بتا و آلفای آهسته (۱۵ تا ۳۵ هرتز) قوانین و اهداف از بالا به پایین - یک برنامه عملی داخلی - را منتقل می‌کنند. نوسانات گاما با فرکانس بالا (۳۵ تا ۶۰ هرتز) ورودی‌های حسی - هر آنچه مغز از بیرون دریافت می‌کند - را رمزگذاری می‌کنند. تحقیقات گسترده میلر نشان می‌دهد که ریتم‌های بتا فعالیت گاما را سرکوب یا تقویت می‌کنند و قوانین خود را بر مغز تحمیل می‌کنند. این دقیقاً همان چیزی است که به عنوان مثال به فرد اجازه می‌دهد هنگام یادآوری منوی رستوران، اطلاعات مربوطه را از حافظه کاری بازیابی کند.

در سال ۲۰۲۰، تیم این دانشمند نشان داد که فرکانس موج به تدریج از نواحی پس‌سری به نواحی پیشانی افزایش می‌یابد؛ و در سال ۲۰۲۳، میلر نظریه‌ای در مورد «محاسبات فضایی» ارائه داد که بر اساس آن، مغز به معنای واقعی کلمه با قرار دادن امواج آهسته بر روی امواج سریع در نواحی خاصی از قشر مغز، شبکه‌های لازم را «ترسیم» می‌کند.

برای درک اینکه چگونه این نوسانات با خود پدیده هوشیاری مرتبط هستند، دانشمندان در حال مطالعه چگونگی تغییر دینامیک آنها تحت بیهوشی عمومی هستند. میلر به همراه همکارش امری براون نشان داد که بیهوشی تعادل امواج بتا و گاما را مختل می‌کند، انتشار آنها را بین نواحی حسی و تداعی مختل می‌کند و ریتم‌ها را از فاز خارج می‌کند - یعنی مغز را از توانایی انجام محاسبات آنالوگ محروم می‌کند.

تحقیقات اخیر همچنین نشان می‌دهد که دارو‌های بیهوشی مختلف، قشر مغز را به روش‌های مختلف «ناهماهنگ» می‌کنند، اما نتیجه یکسان است: از بین رفتن توانایی ترکیب اطلاعات در یک تجربه واحد.

میلر در پایان گفت: «ذهن هوشیار برای برنامه‌ریزی اقدامات و خنثی کردن تصمیمات بد وجود دارد. در بقیه مواقع، صرفاً مشاهده می‌کند که مغز چه کاری انجام می‌دهد.»