🧠 مغز چگونه میان فعالیت‌های تحریکی و مهاری توازن ایجاد می‌کند، و اختلال در این توازن چه پیامدهایی دارد؟

در نئوکورتکسِ مغز، دو جمعیت اصلی نورونی وجود دارد:
🔹نورون های تحریکی (excitatory)
🔹نورون های مهاری (inhibitory)

این دو گروه به‌شدت با یکدیگر همبسته‌ اند و برای حفظ عملکرد طبیعی مغز تقریباً بدون تأخیر و در بازه‌ های زمانی مختلف (از میلی‌ ثانیه تا چند ثانیه) با هم عمل می‌کنند.

در گذشته، پژوهش‌ ها درباره‌ی این تعادل عمدتاً روی حیوانات آزمایشگاهی انجام می‌شد. اما در مقاله‌ای که توسط دکتر نیما دهقان و همکاران در سال ۲۰۱۶ با عنوان Dynamic Balance of Excitation and Inhibition in Human and Monkey Neocortex در مجله Scientific Reports منتشر شد، فعالیت الکتریکی مغز انسان و میمون برای ساعت‌ ها با الکترود های ویژه ثبت و تحلیل شد.

آنها مشاهده کردند که:
وقتی نورون‌ های تحریکی فعال‌ تر می‌ شوند، نورون‌ های مهارکننده نیز تقریباً همزمان فعال می‌ شوند. هر دو جمعیت در کنار هم بالا و پایین می‌ روند تا مغز در حالت پایدار باقی بماند.

این الگو در تمام حالت‌ ها دیده شد:
🔸 بیداری
🔸 خواب REM
🔸 خواب موج آهسته (SWS)

در خواب عمیق، مغز بین حالت‌ های «فعال» و «سکوت» جابه‌جا می‌ شود. به همین دلیل این تعادل کمی نوسان دارد، اما در کل همچنان حفظ می‌ شود.
در SWS میزان نوسان‌ ها بیشتر بود، به دلیل حضور چرخه‌ های up/down. همین انحراف‌ ها در بیداری نیز وجود دارد، اما بسیار محدودتر.

اما در حالت‌ های بیمارگونه مانند تشنج در افراد مبتلا به صرع، این تعادل فرو می‌ ریزد:
برخی نورون‌ های تحریکی بیش‌ از حد فعال می‌ شوند، برخی نورون‌ های مهارکننده کم‌ کار یا خاموش می‌ شوند، و نظم طبیعی فعالیت شبکه مختل می‌ شود. این یافته نشان می‌ دهد که برهم‌ خوردن تعادل E/I یکی از ویژگی‌ های اصلیِ حالت‌ های پاتولوژیک مغز است.

پس از پایان تشنج، مغز به تدریج تلاش می‌ کند این تعادل را بازیابی کند. این فرایند معمولاً از چند ده ثانیه تا چند دقیقه طول می‌ کشد؛ اما زمان دقیق آن به فرد و نوع تشنج بستگی دارد.

در نهایت، مدل‌ سازی محاسباتی نشان داد که این تعادل عمدتاً از ارتباطات داخلی شبکه‌ی مغزی ناشی می‌ شود، نه از ورودی‌ های بیرونی مانند حواس یا تالاموس.
وقتی مدل با ورودی خارجی کنترل می‌ شد، همبستگی بین فعالیت تحریکی و مهارکننده دچار تأخیر می‌ شد؛ چیزی که در داده‌ های واقعی دیده نمی‌ شود. این یعنی مغز مانند یک سیستم خودتنظیم‌گر رفتار می‌کند.

✍آناهیتا قادری
ویراستار: یسنا رستمی
📖منبع
🔗
#CNCHinsights
#Neurophysiology
#NeuralCorrelation
@cnchchannel 🌱