یافته کلیدی درباره نقش نیمکره‌های مغز انسان در کنترل حرکت

معمولا گفته می‌شود که سمت چپ مغز، کنترل سمت راست بدن را بر عهده دارد و برعکس. اما پژوهش جدیدی نشان داده که مسائل بیشتر دیگری نیز وجود دارد.

دانشمندان طی دهه‌ها، شواهدی را در انسان و حیوانات پیدا کرده‌اند که نشان می‌دهند علاوه‌ بر نیمکره‌ی مخالف مغز، نیمکره‌ی همسو نیز در حرکت بدن نقش دارد. با این حال، هیچ زمانی این موضوع به‌طور دقیق مورد بررسی قرار نگرفت که نیمکره‌ی همسوی مغز به چه میزان حرکت را در اندام حرکتی و انگشت‌های سمت مشترک بدن تنظیم می‌کند. حال، پژوهشگران در شناسایی ارتباط میان فعالیت قشری و حرکت همسو به یافته‌های جدیدی رسیده‌اند.

پژوهشگران دانشگاه واشینگتون در سنت لوئیس برای نخستین بار نشان داده‌اند که سینماتیک سه‌بعدی و حرکتی بازو، شامل سرعت، شتاب و موقعیت اندام، با استفاده از سیگنال‌های الکتروکورتیکوگرافی انسان (ECoG) که همسو با اندام حرکتی هستند، قابل رمزگشایی‌اند.

نویسندگان این مقاله نوشته‌اند:

یافته‌های جدید ما به روشن شدن دانسته‌هایمان در مورد همکاری بالای نیمکره‌ی همسو در تحرک کمک می‌کنند. همچنین تایید می‌کنند که اطلاعات در مورد حرکات پیچیده بیشتر از آنچه که پیشتر تصور می‌کردیم، به دو نیمکره نسبت داده می‌شد.

پیش از این، شواهد جنبش‌شناسی حرکتی از نیمکره‌ی همسو رمزگشایی شده بود که نسبتا محدود بودند.

اریک سی لوتاردت، پژوهشگر ارشد مقاله‌ی حاضر و عصب‌شناس است. او چهار بیمار مبتلا به صرع را (سه مرد و یک زن) به‌منظور مشخص کردن منبع ایجادکننده‌ی مشکل آن‌ها، به‌صورت جداگانه تحت یک فرآیند ECoG قرار داد. لوتاردت با قرار دادن الکترودهای ECoG در مغز این بیماران در نظر داشت که فعالیت نیمکره‌ی مخالف و همسو را اندازه‌گیری کند؛ این الکترودها، فعالیت عصبی خود را در نیمکره‌های راست و چپ مغز ثبت می‌کنند. لوتاردت این کار را در زمانی انجام می‌داد که شرکت‌کنندگان، بازوی خود را طی یک تمرین سه‌بعدی برای دستیابی به جسمی، به اطراف حرکت می‌دادند.

پژوهشگران می‌گویند که این اتفاق الزاما بدین معنی نیست که نیمکره‌ی همسو، نیمکره‌ی غالب در جنبش فیزیکی اندام‌های نزدیک به آن‌ها است؛ با این حال، این موضوع نیز حائز اهمیت است که تجزیه‌ی اطلاعات بسیاری به‌وسیله‌ی نیمکره‌ی همسو انجام می‌شود.

نویسندگان مقاله در این مورد توضیح می‌دهند:

توانایی رمزگشایی سینماتیک اندام همسو، نقش سببی در اجرای تحرک توسط نیمکره‌ی همسو ندارد؛ با این حال، ارائه‌ی ویژگی‌های حرکتی به‌خصوص، مانند سینماتیک، جزو شرایط لازم برای نقش داشتن نیمکره‌ی همسو در اجرای تحرک است. این نخستین مطالعه‌ای است که نشان می‌دهد سینماتیک مشخص حرکات بازو توسط هر دو نیمکره و بر اساس یک نقطه‌ی زمانی بر نقطه‌ی زمانی دیگر ارائه می‌شوند.

بدیهی است که باید دانسته‌های جدیدمان را مورد بررسی بیشتر قرار دهیم؛ چرا که پژوهش حاضر تنها روی چهار بیمار (مبتلا به صرع) انجام شده است؛ همچنین نیاز به انجام بررسی‌های بیشتری است تا متوجه شویم که دقیقا در دو سوی مغز (و بدن) چه اتفاقی می‌افتد.

با این حال پژوهشگران می‌گویند که یافته‌های آن‌ها، پیشرفت مهمی در زمینه‌ی درمان بالقوه‌ی بیماران سکته مغزی محسوب می‌شود که ممکن است به‌سبب شرایطشان، ارتباط یک سمت مغز خود را از دست داده باشند و سمت دیگر هنوز برقرار باشد.

پژوهشگران این مقاله می‌گویند:

امکان بهره بردن از ECoG برای رمزگشایی سینماتیک دست سمت موافق، فرصت استفاده‌ی سیگنال‌ها از یک نیمکره‌ی تحت‌تاثیرقرارنگرفته را برای کنترل یک رابط مغز و کامپیوتر (BCI) فراهم می‌کند.

علاوه‌بر این، به‌دلیل اینکه هر دو نیمکره‌ی مغز قادر به ثبت ارائه‌ی قشری مشابهی از اطلاعات سینماتیک جنبشی هستند، ممکن است این یافته‌ها روزی به بیماران کمک کند تا کنترل بدن‌هایشان را به‌عنوان بخشی از درمان توانبخشی مبتنی بر سوی موافق بیاموزند. هنوز زود است اما یافته‌های جدید می‌توانند به هزاران نفر در آینده کمک کنند.

پژوهشگران در مقاله نوشته‌اند: «این بررسی، در مجموع نشان می‌دهد که سینماتیک سه‌بعدی حرکات بازوی همسو در سیگنال‌های ECoG انسان، رمزگشایی می‌شوند».