تیمی از پژوهشگران برای نخستین بار فعالیت مغز یک ماهی را در لحظاتی پیش از آنکه به سمت دوست خود شنا کند، ثبت کردند. نتایج نشان می‌دهد مغز چند ثانیه پیش از هر حرکت قابل مشاهده، خود را برای این حرکت اجتماعی آماده می‌کند.

به گزارش سیناپرس، یافته های جدید پژوهشگران نشان می دهد مغز ما پیش از آن که خودمان بفهمیم، در مورد دوست شدن یا عدم ارتباط با سایر افراد تصمیم می گیرد. مطالعه فوق تأکید می‌کند که این پدیده یک واکنش لحظه‌ای نیست، بلکه فرآیندی هماهنگ است که در چندین منطقه از مغز رخ  داده و این الگوها فقط در موقعیت‌های اجتماعی ظاهر می‌شوند زیرا وقتی پژوهشگران دوست واقعی را با یک نقطه متحرک جایگزین کردند، این نشانه پیش‌بینی‌کننده در مغز مشاهده نشد.

در این مطالعات محققان از از ماهی گورخری (zebrafish) استفاده کردند؛ ماهی‌های کوچک و تقریباً شفاف که مغزشان از پشت پوست قابل تصویربرداری است. در آزمایش، یک ماهی با دم آزاد برای حرکت به آرامی در جای خود ثابت نگه داشته شده بود، در حالی که ماهی دیگر پشت یک دیواره شفاف آزادانه شنا می‌کرد. میکروسکوپ پیشرفته‌ای همزمان فعالیت بیش از ۱۲ هزار سلول مغزی را در ۴۴ جفت ماهی ثبت کرد. هر جلسه آزمایشی ۳۰ دقیقه طول می‌کشید.

طی این مطالعه پژوهشگران با بررسی سیگنال‌های مغزی توانستند پیش‌بینی کنند که ماهی چه زمانی به سمت ماهی دیگر حرکت خواهد کرد. این پژوهش همچنین نشان داد چند ثانیه پیش از حرکت ماهی به سمت ماهی دیگر، برخی نورون‌ها در بخش میان‌مغز و پس‌مغز آرام‌تر شدند، در حالی که گروه کوچکی از سلول‌ها در منطقه‌ای به نام پالیوم (pallium) یا بخشی از پیش‌مغز  فعال‌تر شدند. نکته جالب اینکه وقتی ماهی می‌خواست حرکتی غیراجتماعی انجام دهد، این الگو برعکس می‌شد.

در ادامه کامپیوتر با تحلیل سیگنال‌های هر سه منطقه می‌توانست رفتار اجتماعی بعدی ماهی را با دقت بسیار بالاتر از حد تصادفی پیش‌بینی کند. در حقیقت ماهی‌هایی که حرکاتشان با ماهی دیگر هماهنگ‌تر بود، بیشتر به سمت او می‌رفتند و نرخ رویکرد اجتماعی بالاتری نشان می‌دادند.

به گفته محققان، زمان ظاهر شدن سیگنال مغزی به رفتار همدم بستگی داشت و اگر ماهی دوم مدتی طولانی در یک جهت شنا کرده بود، الگوی مغزی تا ۱۰ ثانیه پیش از حرکت ظاهر می‌شد. اما اگر این ماهی تازه جهتش را تغییر داده بود، سیگنال دیرتر می‌آمد. یعنی مغز ماهی نه فقط موقعیت دوست خود، بلکه مدت زمان حرکت او در آن جهت را هم ردیابی می‌کرد.

در این میان تفاوت‌های فردی نیز مشهود بود. ماهی‌هایی که الگوهای عصبی واضح‌تری پیش از حرکت نشان می‌دادند، بیشتر به سمت دوست خود می‌کردند و حدود ۳۵ درصد از ماهی‌ها نرخ رویکرد اجتماعی پایینی داشتند که با تفاوت‌های فردی مشاهده‌شده در زبرافیش‌های آزاد همخوانی داشت.

برای بررسی نقش واقعی سلول‌های پالیوم، پژوهشگران با لیزر تعداد کمی از این سلول‌ها (به طور متوسط ۴۶ نورون در هر ماهی) را در ۹ ماهی نابود کردند. به این ترتیب توانایی حرکت و بینایی ماهی‌ها دست نخورده ماند و سلول‌های اطراف آسیب ندیدند. پیش از این مداخله، بیشتر ماهی‌ها زمان بیشتری را نزدیک همدم خود می‌گذراندند اما پس از آن، ترجیح اجتماعی به طور قابل توجهی کاهش یافت.

گروه کنترل که عمل لیزری ساختگی روی منطقه دیگری انجام داده بودند، هیچ تغییری در رفتار اجتماعی نشان ندادند. پس از تصویربرداری مجدد، سیگنال پیش‌بینی‌کننده نه تنها در پالیوم، بلکه در میان‌مغز و پس‌مغز نیز ناپدید شد. حذف تعداد کمی سلول در یک منطقه، الگوی هماهنگ کل شبکه را از بین برد. این سلول‌ها نه فقط بخشی از سیستم، بلکه ضروری برای عملکرد آن بودند.

باید توجه داشت که گورخر ماهی از مهره‌داران است و سازمان کلی مغز آن با پستانداران، از جمله انسان، ریشه تکاملی مشترکی دارد. منطقه پالیوم مغز ماهی با مناطقی از مغز پستانداران که در یادگیری، عمل و رفتار اجتماعی نقش دارند، مقایسه می‌شود. هرچند این نتایج مستقیماً درباره تصمیم‌گیری اجتماعی انسان صحبت نمی‌کنند، اما شباهت‌ها قابل توجه است.

شرح کامل این پژوهش در آخرین شماره نشریه (Nature Communications) منتشر شده و در اختیار جامعه علمی قرار دارد

مترجم: احسان محمدحسینی