دلیل ناهنجاری‌های مغزی افراد مبتلا به اسکیزوفرنی چیست؟

دانشمندان علوم اعصاب در دانشگاه کالیفرنیای شمالی، برای اولین بار ناهنجاری‌هایی را در نحوه «پخش مجدد» خاطرات در مغز افراد مبتلا به اسکیزوفرنی شناسایی کرده‌اند. محققان می‌گویند این مطالعه رهنمود مبنایی کاملا جدید برای توضیح بسیاری از علائم اصلی بیماری است.

اسکیزوفرنی یک اختلال روانی جدی و ناتوان کننده است که با قسمت‌های روان پریشی مشخص می‌شود و علائم شامل توهم (به طور معمول شنیدن صدا) و تفکر غیر سازمان یافته است. این عارضه در سراسر جهان حدود ۲۰ میلیون نفر را تحت تاثیر قرار داده است اگرچه علت دقیق آن مشخص نیست.

در این مطالعه که در مجله Cell منتشر شده است، محققان از تصویربرداری پیشرفته مغز موسوم به مگنتوآنسفالوگرافی (MEG) همراه با ابزار‌های یادگیری ماشین برای اندازه گیری و ارزیابی فعالیت عصبی مربوط به حالات ذهنی در طول دوره‌های استراحت استفاده کردند. هنگامی که مغز تجربیات قبلی خود را تثبیت می‌کند.

این تحقیق برای اولین بار است که ارتباط بین تکرار عصبی غیرطبیعی و اسکیزوفرنی را نشان می‌دهد و نویسندگان پیشنهاد می‌کنند که یافته‌ها ممکن است تشخیص خیلی زودتر از این اختلال و نیز زمینه‌ای برای بررسی گزینه‌های درمانی جدید را فراهم کند.

پروفسور ری دولان در توضیح مطالعه انجام شده در مرکز روانپزشکی محاسباتی در دانشگاه ماکس پلانک گفت: هر انسانی یک مدل از جهان را در ذهن خود حمل می‌کند که هنگام مواجهه با آن با اطلاعات جدید، این مدل با استفاده از فرآیندی به نام «پخش عصبی» به روز می‌شود. ما بررسی کردیم که آیا ناهنجاری در تکرار عصبی در افراد مبتلا به اسکیزوفرنی وجود دارد یا خیر. برای این منظور مطالعه‌ای را با استفاده از ابزار‌های رمزگشایی تازه توسعه یافته، مبتنی بر یادگیری ماشین طراحی کردیم که به ما امکان می‌دهد بازپخش عصبی مربوط به فرآیند استنباط مربوط به وظیفه را مشاهده کنیم.

برای این مطالعه، به ۵۵ شرکت کننده (۲۸ نفر مبتلا به اسکیزوفرنی (۱۳ نفر بدون دارو) و ۲۷ داوطلب سالم) یک قانون انتزاعی برای مثال [A → B → C → D]داده شد و سپس از آن‌ها خواسته شد که در ذهن خود یکسری از تصاویر ارائه شده را به دو گروه و توالی مجزا، با استفاده از قانون انتزاعی که آموخته اند، تقسیم کنند.

هنگامی که شرکت کنندگان وظایف را به اتمام رساندند، پس از مدت پنج دقیقه شل شدند و به این ترتیب به مغز اجازه ورود به «دوره استراحت» دادند؛ این زمانی است که مغز ناخودآگاه تجربیات قبلی خود را با استفاده از پخش عصبی دوباره بازی می‌کند و تصور می‌شود که این مکانیسم مهمی برای تثبیت حافظه و استنباط و شکل گیری اعتقاد است. در هر زمان از مرحله کار و استراحت، شرکت کنندگان نشسته بودند، بیدار بودند و مغز آن‌ها توسط MEG کنترل می‌شد.

در تجزیه و تحلیل داده‌های فعالیت عصبی MEG، محققان از رویکرد مبتنی بر یادگیری ماشینی استفاده کردند که توسط نویسندگان و همکاران آن‌ها تهیه شده است. آن‌ها دریافتند شرکت کنندگان مبتلا به اسکیزوفرنی بسیار کمتر قادر به ساخت ساختار کار هستند. این اختلال رفتاری مستقیما به بیان ضعیف پخش عصبی اندازه گیری شده در طی دوره استراحت پس از انجام وظیفه مرتبط بود؛ در مقابل، داوطلبان سالم الگویی از پخش را نشان دادند که با مغز آن‌ها سازگار است و یک ساختار وظیفه صحیح را نشان می‌دهد.

دکتر متیو نور، نویسنده اصلی مطالعه گفت: این یافته‌ها این احتمال را ایجاد می‌کند که اختلالات ظریف در پخش حافظه منجر به تغییراتی در تثبیت حافظه و شکل گیری اعتقاد شود و بنابراین جنبه‌های اسرارآمیز اسکیزوفرنی را که قبلا اسرارآمیز بود توضیح می‌دهد؛ این یافته‌ها همچنین راه‌های تحقیقاتی هیجان انگیز جدیدی را نشان می‌دهد که از تکنیک‌های تصویربرداری مشابهی در طیف وسیعی از شرایط بهداشت روان با هدف توسعه ارزیابی‌های زود هنگام بهتر و ابزار‌های درمانی هدفمندتر استفاده می‌کند.

در حالی که یافته‌های مشابه پیش از این در مدل‌های موش نشان داده شده بود، این اولین شواهد از اعوجاج حافظه مشابه در انسان است.

پروفسور دولان افزود: ما از این یافته‌ها بسیار هیجان زده هستیم، به خصوص که آن‌ها مجموعه‌ای از تکنیک‌هایی را تشکیل می‌دهند که گروه در دانشگاه کالیفرنیای شمالی طی پنج سال گذشته ایجاد کرده است. این اولین نمایش ارتباط بین تکرار و اسکیزوفرنی است.