حميده احمديان راد
با افزايش سن و كسب تجربه كافي، ما در انجام برخي كارها خبره مي شويم. با هر مهارت سختي كه مي آموزيم -صرف نظر از اين كه توانايي ما را در كدام يك از حواس بينايي، شنوايي، لامسه، بويايي و چشايي افزايش دهد- در مقايسه با كسي كه تجربه كمتري نسبت به ما دارد چيز بيشتري در مغزمان حك مي شود. اما دقيقاً در كجا و چگونه؟ قلم زيست شناسي اي كه اين تخصص ها را هجي مي كند چيست؟
مدت ها است كه براساس يك رويكرد تحقيقي، تغييرات سازمان مغز در نتيجه تجربيات حسي بزرگ و طولاني مدت بررسي مي شود. با بررسي اجمالي بسياري از اين مطالعات مي بينيم كه از يك مدل يادگيري، در يك جهت خاص پشتيباني مي كنند. يعني اين كه بخش هايي از مغز كه در هنگام آموختن مهارت هايي مثل شناختن نت هاي موسيقي توسعه مي يابد را بررسي مي كنند و نتيجه مي گيرند كه تمرين اين بخش ها را بزرگ تر مي كند و بزرگ تر يعني بهتر.
اما اين نتيجه گيري هنوز به طور كامل مورد پذيرش قرار نگرفته. در یکی از مطالعاتی كه در این زمینه انجام شده، دكتر ميشل كيلگارد رابطه بين آموختن مهارتي خاص و ميزان تغييراتي كه در نتيجه آموختن اين مهارت در مغز به وجود مي آيد را مورد توجه قرار داده. او و همكارانش با مطالعه قشر شنوايي موش ها پي بردند كه يك ناحيه مغز كه مربوط به مهارتي خاص است با آموزش گسترش مي يابد اما فقط مدت كوتاهي به اين حالت باقي مي ماند. حتي درصورتي كه تغييرات در توانايي ها درازمدت باشند. اين برخلاف وضعيت عضله ها است كه آموزش به اندازه و توانايي آنها مي افزايد. نظريه يادگيري كيلگارد در حوزه زيست شناسي يادگيري اهميت زيادي دارد.
اگر شما به مقطعي از مغز نگاه كنيد و بر روي تراشه نازكي از قشر شنوايي متمركز شويد مي بينيد كه نسبتاً يكنواخت به نظر مي رسد و تنها چند رگ خوني به آن مربوط است. از نظر كاركردي هم بيشتر شبيه به وصله هايي از نواحي عصبي متمايز است كه هركدام تنها طيف محدودي از فركانس هاي صدا را «مي شنود».
براي يك لحظه تصور كنيد كه قشر شنوايي ايران ما است. به عنوان مثال صداهاي با فركانس پايين در استان فارس و صداهاي با فركانس بالا در خراسان و صداهاي با فركانس متوسط در بين اينها پردازش مي شود.
يكي از يافته هاي بزرگ علوم اعصاب در چند دهه گذشته اين بوده كه خطوط حالت نقشه شنوايي (يا نقشه حواس ديگر) بعد از آموزش تغيير مي كند.
در همين رابطه در آزمايشگاه دكتر ميشل مرزنيخ به ميمون ها آموزش داده شد تا صداهاي مشكل - دو صداي با فركانس پايين شبيه به هم- را از هم تشخيص دهند. با آموزش اين مهارت نواحي فركانس پايين نقشه قشري شنوايي بزرگ شد (فارس كمي بزرگ تر شد و به آن چه قبلاً استان كرمان بود دست اندازي كرد).
مطالعه ديگر بر اساس اين ايده اوليه بنا شد كه اگر جلوي گسترش قشر شنوايي سد شود، جلوي يادگيري هم گرفته مي شود و گسترش قشر شنوايي مغز اغلب با يادگيري بهتر ارتباط دارد. به طوري كه به نظر مي رسد گسترش اين قشر و يادگيري مهارت به شدت در هم تنيده اند.
با اين حال چنان كه گفته شد بعضي از جنبه هاي اين نظريه شك و ترديدهايي را برانگيخته است. اين كه آيا يادگيري واقعاً مدل دهي دوباره قشر مغز ما نياز دارد؟ با اين حساب چگونه مي توانيم شمار بزرگي از مهارت ها را حفظ كنيم اگر محدوديت فضا براي ذخيره آنها وجود داشته باشد؟ يا اگر بخواهيم مهارت جديدي را ياد بگيريم بايد بعد از مدتي به بازنويسي مجدد آموخته هاي قديمي مان بپردازيم؟
كيلگارد و گروهش براي رفع اين شبهات، به انجام يك آزمايش جديد بر روي موش ها روي آوردند. آنها به جاي تغيير نقشه قشر شنوايي از طريق آموزش – چراكه اين مسير قبلاً طي شده- به دنبال دستكاري مستقيم قشر مغز رفتند. اگرچه اين كار تاحدودي مصنوعي به نظر مي رسد. آنها با اين آزمايش مي خواستند اهميت اندازه نقشه قشر مغز در يادگيري را نشان دهند. پرسششان هم اين بود كه اگر شما يك نقشه حسي را در مغز بزرگ تر كنيد، در كارايي آن چه تغييري به وجود مي آيد؟
اين محققان با تحريك الكتريكي يك منطقه مغز (قاعده هاي هسته) -به عنوان جانشيني براي آموزش به منظور برانگيزاندن يادگيري- حقه اي سوار كردند. آنها با تحريك بخش فركانس پايين نقشه شنوايي با صداهاي زير، توانستند آن را تشويق به گسترش كنند.
سپس اين موش ها را براي تشخيص صدا مورد آزمايش قرار دادند. در ابتدا به نظر مي رسيد كه اختصاص فضاي بزرگ به بخشي از قشر مغز كه به پردازش صداهاي با فركانس پايين ربط دارد به ميزان قابل توجهي در سرعت يادگيري اثر گذاشت. موش ها با بزرگ شدن نقشه بخش فركانس پايين قشر مغز در مدت سه روز ياد گرفتند تا بين صداهاي با فركانس پايين مشابه تمايز قايل شوند.
اما پس از مدتي كه محققان دوباره موش ها را ردگيري كردند، دريافتند كه نواحي بزرگ شده نقشه شنوايي شروع به كوچك شدن كرده و دوباره به حالت طبيعي برمي گردد. در حقيقت در مدت 35 روز، مناطقي كه به طور مصنوعي گسترش يافته بودند به اندازه اصليشان برگشتند.
با وجود بازگشت قشر مغز موش ها به اندازه طبيعي خود باز هم موش ها مهارت ادراكي خود را حفظ كردند. موقعي كه گروه كيلگارد تغييرات نقشه قشري را در موش ها دنبال كرد، متوجه شد كه با ارايه آموزش از راه طبيعي به موش ها و با هفته ها كار سخت و بدون تقويت مصنوعي، همان پديده پايه اي و ساده قابل مشاهده است. به عبارتي وقتي نقشه قشر شنوايي مغز بزرگ تر شد، تشخيص آهنگ صداها از هم بهبود يافت، اما نقشه اين قشر دوباره سازمان اصلي خود را به دست آوردند. به اين ترتيب آن چه كه يك موش با ذوق را از موش بي ذوق تر جدا مي كند، تفاوت در سازمان مغز و بزرگ شدن بخشي از قشر آن نيست.
پس با آموزش مهارت چه تغييري در مغز ايجاد مي شود؟ كيلگارد حدس مي زند كه نتيجه يادگيري شايد خودش را در سطح ميكروسكوپي نشان دهد كه شامل شمار نسبتاً كوچكي از نورون ها و سيناپس ها است.
به يك معنا تأثير آموختن و عملكرد عصبي درمقياس كوچك فيزيكي است. با اين حال اين پرسش به وجود مي آيد كه اگر آموختن يك مهارت جديد در پايان تنها ردپاي ريزي در مغز به جا مي گذارد، پس چرا اين اتفاق در طي فرايند يادگيري رخ نمي دهد؟ چرا نقشه قشري از مغز گسترش مي يابد و دوباره كوچك مي شود تا در نهايت به چند تفاوت عصبي كوچك كه تفاوت ادراكي ايجاد مي كند ختم شود؟
شايد دليلش اين باشد كه مغز شما زيرك است. كيلگارد تصور مي كند كه گسترش نقشه قشري مثل يك كميته جست و جو عمل مي كند. مغز طيفي عظيم از راه حل ها را براي يك مشكل توليد مي كند. اما باز هم نمي داند چگونه مشكل را حل كند: «من چگونه اين آهنگ ها را از هم تميز دهم؟ چگونه توپ را از سبد بگيرم؟ چگونه اين مشكل را حل كنم؟» هنگامي كه يك راه حل خوب پيدا مي شود كميته تحقيق منحل مي شود. به اين ترتيب تغييراتي كه در انتقال مهارت به كار مي آيند حفظ مي شوند و تغييراتي كه با هدف جور در نمي آيند غربال مي شوند.
به عبارتي شايد ما بايد حركت هاي خيلي زيادي انجام دهيم كه بسياري از آنها زايد است و تنها چند تا از آنها به كار مي آيد.
منبع: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-learning-brain-gets-bigger-then-smaller
| < قبلی | بعدی > |
|---|
