Srijeda, 21 Februara, 2024

Naučnici locirali “matematičke” neurone u mozgu!

Najčitanije objave

Prilikom računanja i izvođenja račusnkih operacija, neki neuroni su aktivni pri recimo-sabiranju, a drugi pak pri oduzimanju

Mozak ima neurone koji se posebno aktiviraju tokom određenih matematičkih operacija. To pokazuje nedavna studija koju su sproveli univerziteti u Tibingenu i Bonu. Nalazi pokazuju da su neki od otkrivenih neurona aktivni isključivo tokom sabiranja, dok su drugi aktivni tokom oduzimanja. Neuronima je svejedno da li je instrukcija za računanje zapisana kao riječ ili simbol. Rezultati su sada objavljeni u časopisu Current Biology.

Većina djece u osnovnoj školi vjerovatno već zna da tri jabuke plus dvije jabuke zajedno daju pet jabuka. Međutim, još uvijek je uglavnom nepoznato šta se dešava u mozgu tokom takvih proračuna. Trenutna studija Univerziteta u Bonnu i Tibingenu sada baca svjetlo na ovo pitanje.

Istraživači su imali koristi od posebne karakteristike Odjeljenja za epileptologiju u Univerzitetskoj bolnici u Bonnu. Specijalizirana je za kirurške zahvate na mozgu osoba s epilepsijom. Kod nekih pacijenata, napadi uvijek potiču iz istog područja mozga. Kako bi precizno lokalizirali ovo defektno područje, liječnici pacijentima ugrađuju nekoliko elektroda. Sonde se mogu koristiti za precizno određivanje porijekla grča. Osim toga, aktivnost pojedinačnih neurona može se mjeriti putem ožičenja.

U trenutnoj studiji učestvovalo je pet žena i četiri muškarca. Imali su ugrađene elektrode u takozvani temporalni režanj mozga za snimanje aktivnosti nervnih ćelija. U međuvremenu, učesnici su morali da obave jednostavne aritmetičke zadatke. “Otkrili smo da se različiti neuroni aktiviraju tokom sabiranja nego tokom oduzimanja”, objašnjava profesor Florian Mormann sa Odeljenja za epileptologiju Univerzitetske bolnice u Bonu.

Nije slučaj da su neki neuroni reagovali samo na znak “+”, a drugi samo na znak “-“: “Čak i kada smo matematičke simbole zamenili rečima, efekat je ostao isti”, objašnjava Esther Kutter, koja je doktorira u istraživačkoj grupi prof. Mormanna. “Na primjer, kada je od ispitanika zatraženo da izračunaju ‘5 i 3’, njihovi neuroni sabiranja su se vratili u akciju; dok su za ‘7 manje 4’ njihovi neuroni oduzimanja učinili.”

Ovo pokazuje da otkrivene ćelije zapravo kodiraju matematičku instrukciju za akciju. Moždana aktivnost je tako s velikom preciznošću pokazala kakve zadatke ispitanici trenutno izračunavaju: Istraživači su ubacili obrasce aktivnosti ćelija u kompjuterski program koji se samouči. Istovremeno su softveru rekli da li ispitanici trenutno računaju zbroj ili razliku. Kada je algoritam bio suočen sa novim podacima o aktivnostima nakon ove faze obuke, bio je u stanju da precizno identifikuje tokom koje računske operacije je zabilježen.

Prof. Andreas Nieder sa Univerziteta u Tibingenu je nadgledao studiju zajedno sa prof. Mormannom. “Iz eksperimenata s majmunima znamo da neuroni specifični za određena računska pravila također postoje u njihovom mozgu”, kaže on. “Međutim, kod ljudi jedva da postoje podaci o tome.” Tokom svoje analize, dvije radne grupe su naišle na zanimljiv fenomen: jedan od proučavanih regija mozga bio je takozvani parahipokampalni korteks. I tamo su istraživači pronašli nervne ćelije koje su se aktivirale posebno tokom sabiranja ili oduzimanja. Međutim, kada se sumira, različiti neuroni sabiranja postali su naizmjenično aktivni tokom jednog te istog aritmetičkog zadatka. Slikovito rečeno, kao da tipka plus na kalkulatoru stalno mijenja svoju lokaciju. Isto je bilo i sa oduzimanjem. Istraživači to nazivaju i “dinamičkim kodiranjem”.

“Ova studija označava važan korak ka boljem razumijevanju jedne od naših najvažnijih simboličkih sposobnosti, odnosno računanja s brojevima”, naglašava Mormann. Dva tima iz Bona i Tibingena sada žele da istraže kakvu tačno ulogu u tome igraju nervne ćelije.

Studiju su finansirali Njemačka istraživačka fondacija (DFG) i Volkswagen fondacija.

Najnovije objave