Neuroplasticity | المرونة العصبية

قد قلنا في مقال سابق أن الدماغ يتكون من نيورونات أو خلايا عصبية. السؤال هنا كيف يمكن لهذه الخلايا العصبية القيام بمهمات مثل الذاكرة واللغة. اليوم سنلقي بعض الضو على ما يسمى بالمرونة العصبية.وهي إحدى ميزات الدماغ التي تجعله أداة مميزة للإنسان عن غيره

كالعادة، ساعدونا بنشر المقال على تويتر و فيسبوك.. ولا تنسوا الاشتراك في قائمتنا البريدية على يمين الصفحة

As we have mentioned in a previous article, the brain is made up of neuron cells. How are these cells capable of running tasks such as memory and language? Today will take a look at what’s called Neuroplasticity; one of the phenomena that makes the brain a special organ.

As always, help us by sharing the article on Twitter and Facebook and don’t forget to sign up on our mailing list through the box on the right.

Neuroplasticity |المرونة العصبية

Neuroplasticity |المرونة العصبية

 

As we have mentioned in a previous article, the brain is made up of neuron cells. How are these cells capable of running tasks such as memory and language? Today will take a look at what’s called Neuro Plasticity; one of the phenomena that makes the brain a special organ.

Neuron cells function by transmitting a signal that runs on their surface from their heads to their tails (dendrites to axons); this usually happens in one direction. These signals are in the form of electrical charges; to be specific, ionic charges rather than electrons. Contrary to what’s seen on TV, they are not transmitted within the cells and signals do not make cells glow.

Glowing Neurons | نيورونات مشعة للضوء

Glowing Neurons | نيورونات مشعة للضوء

These signals need to be transmitted to a neighboring cell to reach its destination. Neuron cells do not actually touch each one another. In fact, there are gaps between neurons called the synaptic clefts which is a part of what’s called chemical synapse. A chemical synapse is the area that consists of dendrite terminal, following axon terminal and the gap between them (synaptic cleft). Signals pass over these gaps using what’s called neurotransmitters. Neurotransmitters are chemicals found within synaptic clefts and their job is to move neuron-signals from one cell to the following cell.

Why do neurons have these chemical synapses? Why do neurones go through the trouble of making gaps between one another? Why do they use complicated mechanisms and chemicals to connect themselves? A process that is, effectively, slowing down the signal transmission.

Synapses are the media in which all these neurons communicate. They are the reason we have memories and can think. To elaborate, there is no specific location in the brain where memory is stored. There is no hard-drive-like location that if you remove from a person’s brain they would lose all his memory. In fact, there are many regions from which our brains store and retrieve memories. When you experience something (bad or good) your neurons will quickly change their shape and make several new synapses all over your brain. The pathway through these new synapses is where this memory is stored. This is how your memory works; it’s the collection of different synapses.

When you try to memorize something, you develop several new synapses in your brain to form this memory. To remember it, your brain sends a signal through this synaptic combination. Sometimes you try to remember something but can’t. This happens because the pathway through to this memory is no longer complete, one or more synapse has been removed or changed. In other words, only some of the synapses are found, others are not.

Just as we saw how easy it is to develop a new synapse, it is also to easy remove it. One of the most dynamic regions in which the brain that can make new connection (and remove old ones), is Broca’s region. As we have said in a previous article, Broca’s region is the one regions responsible for language. Which is why we can learn languages fast, but also forget them if we stop using them.

When the brain regularly uses several pathways, remembers several things or thinks in a certain way, it will strengthen this particular pathway by developing more synapses that lead to the same pathway. This makes a signal traveling this synaptic combination faster. Strengthening synapses explains why one can remember some things faster than others. Also, this could explain why humans have different personalities and different ways of thinking.

This is called neuroplasticity, the ability of the brain to change and mold itself to preform regular tasks better. The idea of neuroplasticity can be taken even further. The connection between the cells can change so much that strange things can happen. We will not go through the resulting mental diseases in this article since it is a very large subject. However, we will touch on what happens if a brain is damaged and loses a function. Since neurons are hard to grow and divide, the brain does not fix itself the way the rest of the body does. A brain can restore lost functions by finding new pathways that produce the same function.

Device lets blind people see with tongues | جهاز يمكن ضريري البصر من الرؤية عن طريق ألسنتهم

Device lets blind people see with tongues | جهاز يمكن ضريري البصر من الرؤية عن طريق ألسنتهم

This brings us to a very interesting technology developed lately. A device that allows the blind to see through their tongues. This device works whether blindness is caused by loss of the eye function or damage in the optic nerve that connect the eyes to the brain. The device consists of a camera that is mounted on a pair of glasses. This camera is connected to a small computer; around the size of a mobile phone. From that computer there is a special array of electrodes that rested directly on the user’s tongue; imagine some sort of a lollipop. Each electrode corresponds to a group of pixels coming from the camera. White pixels give out a strong electrical pulse while black pixels give none.

The end result of this device is that, through neuroplasticity, the brain translates these electrical pulses into black and white images. It is said that it would take the user around 15 minutes to begin interpreting the spatial information coming this device.

It is quite remarkable what the brain is capable of doing. Even by today’s technology age standards, the brain is a great computational and memory storage device. The adaptability of the brain is quite unique.

Don’t forget to leave a comment and sign up to our mailing list; in the box on your right. Also, for more of our articles, please follow us on Twitter and Facebook.

Sources:

المصادر

1) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=device-lets-blind-see-with-tongues

2) https://en.wikipedia.org/wiki/Neuroplasticity

3) https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_synapse

4) Mammalian Physiology And Behaviour Mary Jones, Geoff Jones - 0 521797497

5) Medical Physiology Walter F. Boron, Emile L. Boulpaep 2nd 1416023283

قد قلنا في مقال سابق أن الدماغ يتكون من نيورونات أو خلايا عصبية. السؤال هنا كيف يمكن لهذه الخلايا العصبية القيام بمهمات مثل الذاكرة واللغة. اليوم سنلقي بعض الضو على ما يسمى بالمرونة العصبية.. وهي إحدى ميزات الدماغ التي تجعله أداة مميزة للإنسان عن غيره

تعمل الخلايا العصبية بإرسال إشارات عصبية على أسطحها. تجري هذه الإشارات عادة في اتجاه واحد؛ من رؤوس الخلايا لأذيلها. هذه الإشارات تكون عبارة عن إشارات كهربائية، تحديدا هي إشارات أيونية وليست إلكترونية. وعلى عكس ما نراه في التلفاز، الأعصاب لا ترسل الإشارات داخلها، بل على سطحها كما قلنا. بالإضافة إلى أنها لا تشع ضوءا عند إرسال هذه الإشارات

هذه الإشارات يجب أن تنتقل إلى خلايا مجاورة لاستكمال طريقها لهدف الرسالة العصبية. ولكن هذه الخلايا لا تلامس بعضها البعض. وفي الحقيقة هناك فراغات بين الخلايا العصبية تسمى مشبك كيميائي. المشبك الكيميائي يتكون من ذيل خلية عصبية، ورأس الخلية العصبية التالية والفراغ الذي بينهما. تنتقل الإشارات العصبية عبر هذه الفراغات باستخدام ما يسمى بالنواقل العصبية. النواقل العصبية هي مواد كيميائية موجودة داخل المشابك الكيميائية ووظيفتها، كما قلنا، هي نقل الإشارة العصبية من خلية لأخرى

لماذا يحتوي الجهاز العصبي على هذه المشابك الكيميائية؟ لماذا يوجد فراغات بين الخلايا العصبية؟ ولماذا تعتمد الخلايا العصبية على النواقل العصبية لنقل الإشارات العصبية في عملية معقدة؟ مع العلم أن ناتج هذه العملية يبطئ من سرعة انتقال الإشارة من خلية لأخرى

Chemical Synapses | المشابك الكيميائية

Chemical Synapses | المشابك الكيميائية

المشابك العصبية هي الوسط الذي تتواصل فيه النيورونات. هي السبب التي يجعل لدينا ذاكرة ويتيح لنا القيام بعملية التفكير. دعونا نشرح قليلا، ليس هناك منطقة معينة في الدماغ حيث توجد الذاكرة. لا يوجد هناك مركز للذاكرة بحيث يمكن نزعه (كجهاز قرص صلب) وبالتالي يفقد الإنسان ذاكرته. في الحقيقة توجد مناطق كثيرة في الدماغ حيث تخزن الذاكرة. ما يحصل هو عندما تمر بتجربة ما (سواء كانت سيئة أو حسنة) تقوم نيورونات دماغك بإعادة ترتيب نفسها وشكلها. وبالتالي تتكون مشابك جديدة في الدماغ. الطريق المكون من عدة مشابك كيميائية والذي تعبر من خلاله الإشارات العصبية هو المكان الذي تخزن فيه الذاكرة. بمعنى آخر، الذاكرة ما هي إلا مجموعة من الطرق المكونة من مشابك الكيميائية داخل الدماغ

عندما تحاول حفظ معلومة ما، ما تقوم به هو انتاج مجموعة جديدة من المشابك العصبية بين النيورونات والتي تحفظ فيها الذاكرة. لاسترجاع هذه المعلومة أو الذكرى، ما يقوم به الدماغ هو إرسال إشارة عصبية خلال مجموعة المشابك الكيميائية المكونة لهذه الذكرى.في بعض الأحيان يحاول المخ لاسترجاع ذكرى معينة ولكن لا يستطيع. هذا يحدث لأن الطريق الذي يفترض أن تسلكه الإشارة العصبية لم يعد كاملا. بمعنى آخر،أحد أو بعض المشابك الكيميائية في هذا الطريق تغير أو تم مسحها. ولم يعد يستطيع المخ غير إيجاد جزء من المشابك الكيميائية المكونة لهذه الذكرى

Broca and Wirnecke's areas | منطقتي بروكا وفيرنيكي

Broca and Wirnecke’s areas | منطقتي بروكا وفيرنيكي

كما رأينا سهولة انتاج مشابك كيميائية جديدة، فهو من السهل أيضا إلغاؤها. أحد المناطق في الدماغ الأكثر ديناميكية والتي تستطيع انشاء مشابك كيميائية وإلغاؤها بسرعة هي منطقة بروكا (والتي ذكرناها في مقال سابق). منطقة بروكا هي أحد المناطق المسؤولة عن اللغة. لهذا يمكننا تعلم اللغات بسرعة ولكن يمكننا نسيانها بسرعة مع قلة الاستخدام

عندما يستخدم الدماغ بعض هذه الطرق أو يتذكر بعض الأحداث أو يفكر بطريقة معينة بكثرة يبدأ بإنشاء مشابك كيميائية جديدة لهذه الأفكار لتمكين الإشارات العصبية من العبور من هذا الطريق بطريقة أسرع. تقوية الطرق العصبية يفسر لماذا يمكننا استرجاع بعض الذكريات أسرع من غيرها. ويمكنها أيضا تفسير لماذا للبشرشخصيت مختلفة وطرق مختلفة في التفكير

ما شرحناه إلى الآن هو ما يسمى بالمرونة العصبية. وهي باختصار قدرة الدماغ على التغير والتكيف مع المعطيات الجديدة وقابليته على القيام بالمهمات الاعتيدية بطريقة أكثر كفاءة. يمكننا استخدام فكرة المرونة العصبية في تفسير كثير من الظواهر. الأمراض العصبية على سبيل المثال، ولكننا لن نتكلم عن هذه الأمراض لأن المقال لا يتسع لذلك. ولكن سنلقي الضوء على قدرة الدماغ على إصلاح نفسه. النيورونات لا تنموا وتتكاثر بكفاءة عالية كبقية خلايا الجسم. وبالتالي لا يمكن للدماغ إصلاح نفسه كما يفعل باقي الجسم. ولكنه يستطيع استعادة الوظائف المفقودة عن طريق إيجاد طرق جديدة تمكن للإشارات العصبية الوظيفية المرور من خلالها

هذا يوصلنا إلى تقنية جديدة تمكن ضريري البصر من الرؤية من خلال ألسنتهم. هذه التقنية تعمل سواء كان سبب العمى هو فقدان العين لقدرتها الوظيفية أو عطب ما في العصب البصري الذي يصل العين بالدماغ. هذا الجهاز يتكون من كاميرا مثبتة على نظارات يرتديها المستخدم. هذه الكاميرا موصولة بجهاز صغير؛ بحجم جهاز الجوال تقريبا. يخرج من هذا الجهاز قطعة بلاستيكية مسطحة تحتوي على عدة أقطاب كهربائية. توضع هذه القطعة البلاستيكية على اللسان. كل قطب من هذه الأقطاب يمثل مجموعة من البكسلات التي تراها الكاميرا. البكسلات البيضاء ترسل نبضات كهربائية قوية نسبيا. أما البكسلات السوداء لا ترسل أية نبضات كهربائية.

النتيجة النهائية لهذا الجهاز وباستخدام المرونة العصبية للدماغ، يقوم المخ بترجمة هذه النبضات الكهربائية إلى صور سوداء وبيضاء. تأخذ العملية 15 دقيقة حتى يبدأ الدماغ تفسير المعلومات القادمة من الجهاز واستيعاب المساحات حول الكاميرا

من المدهش فعلا ما يمكن الدماغ البشري فعله. وحتى بمقاييس عصر القنية الفائقة، المخ له قدرة استثنائية على التفكير، والحساب وصناعة الذكريات

أخيرا، لاتنسوا ترك تعليق ونرجو وضع ايميلكم في قائمتنا البريدية على يمين الصفحة. وللمزيد من مقالاتنا، تابعونا على تويتر و فيسبوك

Brain Chemistry by Afar.net | كيمياء الدماغ بواسطة أصفار.نت

Brain Chemistry by Afar.net | كيمياء الدماغ بواسطة أصفار.نت