در مغز ما که هر لحظه با انبوهی از محرک‌ها و سیگنال‌های ورودی مواجه است به نظر می‌رسد بخش تالاموس مغز نقش دروازه‌بانی را ایفا می‌کند که ما نسبت به کدام تفکراتمان آگاهی داشته باشیم.
چه چیزی باعث می‌شود که ما ناگهان متوجه شویم در حال فکر کردن به چیزی هستیم؟ یا مثلاً فقط گاهی متوجه صدای باد پشت پنجره یا درخشش آفتاب روی میز کارمان می‌شویم؟ پژوهش تازه‌ای که در مجله‌ی Science منتشر شده، برای اولین بار نشان می‌دهد که ساختارهایی در اعماق مغز — به‌ویژه تالاموس — چگونه هنگام درک آگاهانه‌ی محرک‌ها فعال می‌شوند.
مغز ما دائماً در حال دریافت حجم عظیمی از محرک‌هاست: صداها، تصاویر، بوها، و احساسات بدنی. اما تنها بخش کوچکی از این دنیا را به‌طور آگاهانه تجربه می‌کنیم. سال‌هاست که می‌دانیم قشر مخ، همان لایه‌ی بیرونی مغز، نقشی اساسی در این تجربه دارد. اما آنچه پشت پرده باقی مانده بود، این بود که آیا بخش‌های عمیق‌تر مغز هم در این روند دخیل‌اند یا نه.
دسترسی به این ساختارهای عمیق مغزی، مانند تالاموس، معمولاً تنها از راه جراحی‌های تهاجمی ممکن است. به همین دلیل، بررسی دقیق نقش این نواحی در آگاهی دشوار بوده است. لیاد مودریک، نوروساینتیست دانشگاه تل‌آویو، می‌گوید: «مطالعه‌ی هوشیاری همیشه با تردید و انتقاد روبه‌رو بوده، چون پدیده‌ای است که به‌سختی می‌توان آن را با روش‌های علمی کلاسیک سنجید. اما حالا دانشمندان با ابزارها و طراحی‌های آزمایشی دقیق‌تری به میدان آمده‌اند.»
آزمایش با نوری که گاهی دیده می‌شود
در این مطالعه، مینگشا ژانگ، پژوهشگر دانشگاه نرمال پکن، از شرایط درمانی بیماران مبتلا به سردردهای مزمن بهره برد. این بیماران از پیش تحت درمان‌هایی بودند که شامل کاشت الکترودهای نازک در عمق مغز برای ثبت سیگنال‌های عصبی می‌شد. این فرصت کم‌نظیر به تیم ژانگ اجازه داد تا فعالیت مغزی بیماران را در حین انجام یک آزمون ساده ولی حیاتی بررسی کنند.
در این آزمون، از شرکت‌کنندگان خواسته شد که اگر متوجه ظاهر شدن ناگهانی یک آیکون روی صفحه‌نمایش شدند، چشمان خود را به شیوه‌ی خاصی حرکت دهند. نکته این بود که آیکون به‌گونه‌ای طراحی شده بود که فقط در حدود نیمی از دفعات واقعاً دیده شود — درست مانند لحظه‌هایی در زندگی که محرکی را گاهی متوجه می‌شویم و گاهی نه.
وقتی مغز ما انتخاب می‌کند چه چیزی را ببینیم
نتایج ثبت‌شده از فعالیت‌های مغزی شگفت‌انگیز بود. مشخص شد که زمانی که فرد متوجه آیکون می‌شد، فعالیت در تالاموس نه‌تنها زودتر از قشر پیش‌پیشانی آغاز می‌شد، بلکه شدت بیشتری هم داشت. این دو ناحیه به‌طور هماهنگ با یکدیگر عمل می‌کردند، گویی تالاموس در نقش «دروازه‌بان آگاهی» تصمیم می‌گرفت که چه اطلاعاتی اجازه‌ی عبور به سطح آگاه ذهن را داشته باشند.
مک شاین، نوروساینتیست دانشگاه سیدنی، می‌گوید: «این یافته‌ها به‌وضوح نشان می‌دهند که تالاموس فقط یک مرکز عبور اطلاعات حسی نیست؛ بلکه نقشی فعال در تعیین اینکه چه چیزی آگاهانه تجربه شود دارد.»
تالاموس؛ دروازه‌بان آگاهی در اعماق مغز
در دل مغز، درست در جایی میان قشر مخ و ساقه مغز، ساختاری نهفته است به نام تالاموس؛ چیزی به اندازه یک گردو، اما با نقشی حیاتی. این ساختار متقارن و دو قسمتی، که در میان مایع مغزی-نخاعی شناور است و دو نیمکره‌ی آن با پلی ظریف به‌نام adhesio interthalamica به هم متصل می‌شوند، یکی از ایستگاه‌های کلیدی در شبکه‌ی پیچیده‌ی پردازش اطلاعات مغز به شمار می‌آید.
تالاموس از مجموعه‌ای از هسته‌ها یا خوشه‌های نورونی تشکیل شده که هر کدام مسیر خاصی از اطلاعات را هدایت می‌کنند. وقتی صدایی می‌شنویم، تصویری می‌بینیم یا چیزی را لمس می‌کنیم، سیگنال‌های حسی ابتدا وارد تالاموس می‌شوند و سپس به قشرهای تخصصی مربوطه هدایت می‌گردند. تنها استثنا، حس بویایی است که بدون عبور از تالاموس، مسیر مستقیمی به قشر بویایی در مغز دارد.
اما نقش تالاموس فقط در این انتقال ساده‌ی اطلاعات خلاصه نمی‌شود. پژوهش‌های متعددی با استفاده از fMRI و EEG نشان داده‌اند که این ساختار در تنظیم ریتم‌های مغزی، از خواب عمیق گرفته تا بیداری و هوشیاری لحظه‌ای، و حتی در حافظه‌ی کاری ما نقش فعال دارد. ارتباط نزدیک تالاموس با قشر پیش‌پیشانی و نواحی دیگری چون قشر سینگولیت و قشر پس‌سری (posterior cortex) باعث می‌شود بتواند مانند یک هماهنگ‌کننده، محرک‌های بی‌اهمیت را فیلتر کند و تمرکز ما را به آنچه در لحظه اهمیت دارد هدایت کند.
شواهدی که از پیش وجود داشت
این یافته‌ها با نتایج پژوهش‌های پیشین روی حیوانات نیز هماهنگ است. در مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۰، پژوهشگران با تحریک سبیل‌های موش‌ها به‌اندازه‌ای اندک که گاهی متوجه آن می‌شدند، دریافتند که نورون‌های قشر مخ که هنگام احساس حرکت فعال می‌شوند، سیگنال‌هایی را به نواحی عمیق‌تر از جمله تالاموس می‌فرستند. این ارتباط دوطرفه میان قشر و تالاموس، پایه‌ی نظریه‌ای است که آگاهی را محصول شبکه‌ای هماهنگ در کل مغز می‌داند.
گامی بزرگ اما نه نهایی
به گفته‌ی مودریک، این مطالعه یکی از دقیق‌ترین و گسترده‌ترین بررسی‌ها درباره‌ی نقش تالاموس در آگاهی است. اما او هشدار می‌دهد که هنوز این پرسش باقی است: آیا آنچه در این پژوهش ثبت شده، واقعاً تجربه‌ی آگاهانه بوده یا صرفاً توجه به یک محرک؟ به‌عبارت دیگر، آیا ممکن است مغز شرکت‌کنندگان صرفاً متوجه محرک شده باشد، بی‌آنکه به سطح «آگاهی ذهنی» رسیده باشد؟
تیم ژانگ قصد دارد آزمایش‌های بیشتری روی انسان و همچنین بررسی‌های دقیق‌تری در میمون‌های ماکاک انجام دهد تا این تفاوت ظریف اما مهم را بهتر درک کند.
در صورتی که محتوای پروژه «در این شب‌ها» — شامل وب‌سایت، ویدیوکست‌ها و دوره‌های آموزشی — را ارزشمند می‌دانید و مایل به حمایت از تداوم و گسترش آن هستید، می‌توانید از طریق یکی از لینک‌های زیر از این پروژه حمایت کنید
