دانشگاه جامع علمی کاربردی مرکز فرهنگ و هنر واحد 13 تهران

Your Brain Has 2 Clocks

توضیحات: منتشر شده در دوشنبه, 30 -3443 03:25; نوشته شده توسط شهلا حدادي; بازدید: 873

Your Brain Has 2 Clocks

How do you sense the gassing of lime?

By Emilie Reas

Did you make it to work on time this morning?Go ahead and thank the traffic gods, but also take a moment to thank your brain. The brain’s impressively accurate internal clock allows us to detect the passage of time, a skill essential for many critical daily functions. Without the ability to track elapsed time, our morning shower could continue indefinitely. Without that nagging feeling to remind us we’ve been driving too long, we might easily miss our exit. But how does the brain generate this finely tuned mental clock? Neuroscientists believe that we have distinct neural systems for processing different types of time, for example, to maintain a circadian rhythm, to control the timing of fine body movements, and for conscious awareness of time passage. Until recently, most neuroscientists believed that this latter type of temporal processing the kind that alerts you when you’ve lingered over breakfast for too long – is supported by a single brain system. However, emerging research indicates that the model of a single neural clock might be too simplistic. A new study, recently published in the Journal of Neuroscience by neuroscientists at the University of California, Irvine, reveals that the brain may in fact have a second method for sensing elapsed time. What’s more, the authors propose that this second internal clock not only works in parallel with our primary neural clock, but may even compete with it.Past research suggested that a brain region called the striatum lies at the heart of our central inner clock, working with the brain’s surrounding cortex to integrate temporal information. For example, the striatum becomes active when people pay attention to how much time has passed, and individuals with Parkinson’s Disease, a neurodegenerative disorder that disrupts input to the striatum, have trouble telling time.

But conscious awareness of elapsed time demands that the brain not only measure time, but also keep a running memory of how much time has passed. Scientists have long known that a part of the brain called the hippocampus is critically important for remembering past experiences. They now believe that it might also play a role in remembering the passage of time. Studies recording electrical brain activity in animals have shown that neurons in the hippocampus signal particular moments in time.

But the hippocampus isn’t always necessary for tracking time. Remarkably, people with damage to their hippocampus can accurately remember the passage of short time periods, but are impaired at remembering long time intervals. These findings hint that the hippocampus is important for signaling some — but not all — temporal information. If this is the case, what exactly is this time code used for, and why is it so exclusive?

In their new study, the researchers tried to unravel this mystery by training rats to discriminate between different time intervals. They then rewarded the rats with treats when they indicated, by choosing between different odors, that they could tell how much time had passed. Before some of the trials the scientists injected a chemical that temporarily inactivates the hippocampus. This allowed them to test whether a functional hippocampus is necessary to distinguish between different time intervals.

The rats with inactive hippocampi could tell the difference between vastly different time intervals (e.g., 3 versus 12 minutes) just as well as the control rats, but performed no better than chance at detecting differences between similar periods of time (e.g., 8 versus 12 minutes). This suggests that the hippocampus is important for distinguishing between similar time intervals, but isn’t needed when the intervals are very different. But oddly enough, this pattern only held up at long time periods; rats with nonfunctional hippocampi were not just normal at discriminating between similar time periods at short scales (e.g., 1 versus 1.5 minutes), but they in fact performed better.

fffffffffffffffffffffff

مغزتان دو ساعت دارد

امروز صبح به موقع سر کارتان حاضر شدید؟ ادامه دهید و از بت ترافیک تشکر کنید اما برای یک لحظه هم که شده از مغزتان تشکر کنید ساعت داخلی مغز با تنظیمات دقیقش به ما این اجازه را میدهد که مسیر زمان را مشخص کنیم این مهارت ذاتی برای انجام خیلی از کارهای مهم روزانه میباشد. بدون داشتن این توانایی طول زمان معنا ندارد مثلا استحمام صبحگاهی میتواند بطور نا محدودی ادامه یابد اما بدون هیچ مشکلی به یاد می آوریم که سر وقت معینی پایان پذیرد و یا هنگامی که برای مدت طولانی رانندگی میکنیم ممکن است سهوا گذشت زمان یا طول زمان را از دست بدهیم.

اما مغز چگونه وچطور با چنین دقتی ساعت ذهنمان را تنظیم میکند؟

دانشمندان اعصاب بر این باورند که ما دارای سیستم های عصبی مجزایی هستیم که انواع مختلفی از آنها تنظیمات زمان را بر عهده دارند، برای مثال حرکات درست بدن از طریق زمان و با حفظ ریتم دوره ای کنترل میشود و برای آگاهی از طول زمان هوشیارانه عمل میکند. اخیرا بیشتر دانشمندان اعصاب معتقدند که آخرین نوع پردازش،تنظیم سرعت طول زمان است ، مثلا شما گوش به زنگ هستید وقتی صبحانه خوردنتان بیش از حد طولانی شود توسط یک سیستم مغزی حمایت میشوید. هر چند تحقیقات بدست آمده نشانگر آن است که این نمونه ای از ساعت عصبی خیلی ساده است. اخیرا در مطالعات منتشر شده توسط دانشمندان اعصاب دانشگاه کالیفرنیا در مجله علوم اعصاب شرح داده که احتمالا مغز دارای دو روش حسی برای تنظیم طول زمان است. این نویسندگان پیشنهاد داده اند که دومین ساعت داخلی مغز نه تنها به موازات ساعت عصبی اولیه کار میکند بلکه حتی مکمل آن است. تحقیقات اخیر نشان داده است نواحی از مغز دارای خطوط بر هم خوابیده میباشد که ساعت مرکزی است و توسط غشای اطراف مغز کار میکند و اطلاعات مربوط به طول زمان را کنترل میکند. برای مثال وقتی این خطوط فعال هستند افراد به گذشت زمان توجه دارند ، در بیماری پارکینگسون بی نظمی بر روی سیستم عصبی باعث از هم گسیختگی پیامهای عصبی میشود که نهایتا طول زمان را کنترل میکند. مدت هاست که دانشمندان میدانند بخشی از مغز به نام هیپوفیز نقش مهمی در حافظه دارد. هم اکنون آنها بر این باورند که حتی حافظه نقش مهمی در طول زمان بازی میکند. مطالعات انجام شده برروی فعالیت مغزی حیوانات نشان میدهد که اعصاب هیپوفیز در هر لحظه امواج خاصی را می فرستد ولی لزوما همیشه هیپوفیز مشخص کننده ی طول زمان نمی باشد. در حالی که بیمارانی که هیپوفیزشان آسیب دیده حافظه کوتاه مدت دقیقی دارند اما حافظه ی دراز مدتشان مشکل دارد. این یافته ها نشانگر آن است که فقط هیپوفیز نقش مهمی در انتقال برخی از فرکانس ها دارد. با توجه به این مطالب این سئوال مطرح است که چه موقع از این کدهای زمانی استفاده میشود و چرا انحصاریست؟ محققان برآن شدند که بر روی موش های آزمایشگاهی تحقیقاتی داشته باشند موش ها را طوری آموزش دادند که توانایی انتخاب بین دو راه متفاوت را نشان دهند. قبل از انجام این آزمایشات دانشمندان به موشها مواد شیمیایی تزریق کردند که میزان سرعت طول زمان در هیپوفیز موش ها را غیر فعال می کرد. موش ها با هیپوفیز غیر فعال شده اختلاف زیاد زمانی بین سه تا دوازده دقیقه را بخوبی همان موش های تحت کنترل انجام دادند. اما همان کار را با اختلاف زمانی مشابه بین هشت تا دوازده دقیقه انجام ندادند. پس اهمیت نقش هیپوفیز در تشخیص اختلافات زمانی مشابه است. شگفتی این موضوعآنجا بود که این موشهای آزمایشگاهی با هیپوفیز غیر فعال زمان بین یک تا یک و نیم دقیقه را به واقع بهتر انجام میدادند.

Accurate=axactly correct

Detect=notice=discover

Critical=finding fauit

Elapsed=of time pass

Nagging=continuously complain

نويسنده : شهلا حدادي

این کاربر 1 مطلب منتشر شده دارد.