يبدو أن السعادة ، بشكل أو بآخر ، هدف مشترك يرغب كل منا في تحقيقه. غالبًا ما نتصرف كما لو كنا نستطيع إيجاد طريقة لتحقيق الرضا التام - الراحة ، والتشبع ، والدفء ، وبعض المكافآت الأخرى - وسنكون دائمًا سعداء بمجرد اتخاذ بعض الخيارات الصحيحة. لكن متعة حتى الأحاسيس اللطيفة هي عابرة ، وهذا يؤدي إلى الملل والرغبة في تجربة شيء جديد ومدهش. أنا ، كعالم أعصاب ، لا يسعني إلا أن أفكر فيما إذا كان زوال رضانا أمرًا حتميًا في الواقع ، أو ما إذا كان بعض ميزات الدماغ ، والتي ، من خلال فهم أي منها ، ستساعدك على تعلم كيفية التعامل معها.
تبدو العديد من الوظائف اليومية للدماغ طبيعية جدًا لدرجة أنه لا يمكننا أن نبتعد عنها كثيرًا لننظر إليها من الجانب. الدماغ ملتزم بملاحظة أشياء مختلفة. من الواضح أن وظيفة الدماغ الرئيسية هي الإدراك. على أساس المتصور ، يمكنه إجراء تقييمات ، وعلى أساسها - للعمل. يتم تنفيذ هذا العمل من قبل الخلايا العصبية في الجهاز العصبي. يجدون ويعرضون بيانات المدخلات للعالم الخارجي (والداخلي) ، ويحللون البيانات ، ويستجيبون لهذا التحليل بالإجراء المناسب. عادةً ما يشير الإجراء إلى الحركة: ترسل الخلايا العصبية إشارات تتسبب في تقلص العضلات ، مما يسمح لك بأداء نوع من الإجراءات. تأتي المدخلات من الحواس ، وغالبا ما يطلق على التحليل الترابطية ، والناتج هو الحركة. ثالوث المشاعر / التحليل النقابي / الحركة هو نظير عصبي للإدراك / التقييم / الفعل.
كيف تتعامل الخلايا العصبية التي يتألف منها المخ مع اكتشاف وتحليل ما يحدث في العالم الخارجي؟ أبسط إجابة هي أنها تعتمد في المقام الأول على خدمة الترجمة. تحتوي أجزاء الجسم التي نعتبرها الأعضاء الحسية - العيون والأذنين والأنف واللسان والجلد - على خلايا مستقبلات تدرك المعلومات. توجد جزيئات البروتين الصغيرة على أغشية هذه الخلايا. إنهم يترجمون (من الناحية الفنية ، يحولون) التأثيرات الفيزيائية للعالم الخارجي - الضوء ، الصوت ، المواد الكيميائية ، الحرارة - إلى إشارات كهربائية ،
إمكانات العمل التي تشكل لغة الدماغ. تشكل البروتينات المرسلة مسارًا صغيرًا ،
قناة أيونية ، تدخل من خلالها الجسيمات المشحونة ، أيونات ، مثل الصوديوم أو البوتاسيوم ، إلى الخلية أو تخرج منها. حركة الأيونات تولد إشارات كهربائية. تنتشر كل إشارة على طول الخلية بالكامل بسبب البروتينات الأخرى - التي تشكل أيضًا قنوات أيونية - مما يؤدي بالتالي إلى إطلاق
ناقل عصبي كيميائي. يستقبل العصبون التالي الناقل العصبي بسبب بروتينات مستقبلات أخرى ، والتي تمثل أيضًا قنوات أيونية أو مرتبطة بقنوات أيونية. تعتمد قدرتنا على الملاحظة بشكل أساسي على قنوات البروتين الأيوني.
ومن المثير للاهتمام أن معظم هذه البروتينات تستجيب للتغيرات في المنبهات. ولكن في وجود التحفيز المطول والثابت بكثافة معتدلة إلى معتدلة ، يتم إيقاف العديد منها ومنع الأيونات من المرور عبرها. نحن نسمي هذا التكيف عملية (أو إزالة الحساسية ، أو تعطيل ، اعتمادًا على الأساس المادي). يؤدي إلى ظهور الأحاسيس المألوفة. نظرًا للتكيف ، عند الانتقال من مكان مع إضاءة ساطعة إلى غرفة غير مضاءة ، في البداية يبدو مظلمًا ، وبعد فترة تبدو الإضاءة فيه طبيعية بالفعل. فقط عندما تعود إلى الشمس ، تدرك مدى الظلام في الغرفة - أو مدى سطوعها الآن. وبالمثل ، يتكيف معظم الناس مع رائحة الطعام بعد وقت قصير من دخولهم إلى المطعم ، أو ببرودة المسبح بعد القفز إليه في يوم حار ، أو مع ضوضاء الخلفية في الثلاجة. بعد التعرض القصير ، تتوقف الرائحة أو البرد أو الضوضاء - ما لم تكن قوية جدًا بحيث تسبب إزعاجًا - ولا يتم الشعور بها ، ولا نهتم بها. هذا ، كما يقولون ، اعتدنا عليهم. على وجه الخصوص ، بسبب القنوات الأيونية التكيفية ، نشعر كثيرًا ليس بالحجم المطلق ، ولكن على عكس ما كان لدينا من قبل (على الرغم من عدم حدوث جميع أنواع التكيف بسبب القنوات الأيونية ، ولا تخضع جميع المشاعر للتكيف). في حالة استثنائية ، كان المجربون قادرين على إثبات هذه الظاهرة من خلال تثبيت الصورة على الشبكية. عادة ما تقوم أعيننا بحركات صغيرة حادة ، وهي قطع صغيرة تسمح لخلايا الشبكية بمقارنة الضوء المنعكس من المناطق المظلمة والمشرقة في أي بيئة بصرية. من خلال تتبع حركات العين البشرية وتغيير الصورة المعروضة عليها ، تمكن علماء الأعصاب من إظهار أنه عندما يتم تثبيت الصورة بشكل مصطنع على شبكية العين ، يبدو للشخص أنها تختفي [Ditchburn ، RW & Ginsborg ، BL Vision مع صورة شبكية مستقرة. الطبيعة 170 ، 36-37 (1952) ؛ ؛ Martinez-Conde، S.، Macknic، SL، Troncoso، XG، & Dyar، TA Microsaccades يقاوم التلاشي البصري أثناء التثبيت. نيورون ، 49 ، 297-305 (2006)]. إذا لم تتمكن من المقارنة ، يصبح العالم رماديًا. وبعبارة أخرى ، لا يضيف التنوع فقط طعم الحياة ؛ من حيث المبدأ ، لا يمكنك رؤية شيء إلا من خلال التغيير.
هذه الحساسية للتغيرات وعدم الحساسية للثبات لا تتوقف عند مستوى المستقبلات الحسية. أعمق في الدماغ ، في جميع الخلايا العصبية تقريبًا ، هناك قنوات بروتين أيون أخرى - على وجه الخصوص ، قنوات الصوديوم التي تحفز إمكانات العمل (السماح لأيونات الصوديوم في العصبون) ، وقنوات البوتاسيوم التي توقف إمكانات العمل (إطلاق أيونات البوتاسيوم من الخلايا العصبية). تختلف قنوات الصوديوم والبوتاسيوم ، كما يتم تعطيل العديد منها أو تعطيلها أثناء الاستخدام. لذلك ، حتى عندما تعطي الناقلات العصبية الكيميائية محفزات طويلة أو متكررة للخلايا العصبية ، فإن الخصائص الداخلية لقنوات الأيونات تحد من عدد إمكانات الفعل. على سبيل المثال ، في بعض الخلايا العصبية ، فإن تعطيل قنوات الصوديوم يجعل من الصعب بشكل متزايد توليد إمكانات العمل مع التحفيز المستمر.
ولكن في بعض الخلايا العصبية ، تمنع بعض قنوات الصوديوم التعطيل باستخدام بروتين خاص يمنعه. هذه الخلايا العصبية بسرور تثير تسلسلات عالية التردد طويلة من إمكانات العمل. تم العثور على العديد من هذه الخلايا العصبية في المخيخ وجذع الدماغ. [لويس ، آه ورامان ، IM تيار متصاعد لقنوات Na + ذات البوابات الكهربائية. مجلة علم وظائف الأعضاء 592 ، 4825-4838 (2014)]
وفي الوقت نفسه ، تزيد بعض قنوات البوتاسيوم تدريجيًا من تدفق الأيونات ، مما يساعد على إبطاء أو إيقاف الإشارات من الخلايا العصبية بعد اجتياز العديد من إمكانات العمل. يسمح التفاعل بين تدفقات أيونات الصوديوم والبوتاسيوم بتوليد إشارات كهربائية فقط في بداية التحفيز - تسمى هذه العملية التكييف. على الرغم من وجود استثناءات ، إلا أن معظم الخلايا الاستثارية الرئيسية للقشرة والحُصين - تلك التي تعزز إمكانات العمل في الخلايا العصبية المستهدفة - تكون عرضة للسكن.
في بعض الخلايا ، يمكن أن تعكس الناقلات العصبية ، مثل
norepinephrine ،
التكييف . ومن المثير للاهتمام أن التأثير العالمي للنورادرينالين على الدماغ هو زيادة الانتباه. العديد من السموم والسموم ، مثل العقارب والثعابين ، تمنع تعطيل قنوات الصوديوم وتحجب قنوات البوتاسيوم ، مما يؤدي إلى التشنجات والموت - أي أن الدماغ يمكن أن يعاني من الكثير من الخير. [Madison، DV & Nicoll، RA إجراءات مسجلة النورأدرينالين داخل الخلايا في الخلايا العصبية الهرمية CA1 الحصين الفئران ، في المختبر. مجلة علم وظائف الأعضاء 372 ، 221-244 (1986). Hille ، B. A. K + قناة تستحق الاهتمام. العلم 273 ، 1677 (1996)]
نحن لا نفهم دائمًا ما تحمله المعلومات التي تستوعب الخلايا العصبية ، لكننا نعلم أنها تتفاعل بقوة مع التغيرات في التحفيز. من الصعب مقاومة الإغراء لاستنتاج أنه كلما زاد نشاط الدماغ ، كان ذلك أفضل - ومع ذلك ، فمن الجيد جدًا أن بعض الخلايا العصبية لديها القدرة على إيقاف إشاراتها من خلال تعطيل قنوات الأيونات. ترتبط العديد من الأمراض العصبية مع زيادة إمكانات العمل في الخلايا العصبية ، والتي تستجيب عادةً قليلاً جدًا. غالبًا ما يوجد مثل هذا "الإفراط في الإثارة" في الألم أو الصرع. مع الأول ، هناك الكثير من المشاعر ، مع الانقباض العضلي الثاني. غالبًا ما تكون أفضل الأدوية لمثل هذه الحالات هي تلك التي تعطل قنوات الصوديوم. حتى الأشخاص الذين ليس لديهم مثل هذه المتلازمات على دراية بالتأثير المسكن للأدوية التي تمنع قناة الصوديوم مثل
نوفوكايين أو
ليدوكائين . لا تعطل أدوية الصرع النشاط العصبي تمامًا ، ولكنها تحد من الخلايا العصبية المفرطة النشاط.
وبالمثل ، يمكن أن تعاني بروتينات المستقبلات من الناقلات العصبية من الحساسية ، حيث يتم إغلاق قنوات الأيونات بعد التعرض لفترات طويلة للمنبهات. يمكن إيقافها بسبب إزالة التحسس ، التي هي خاصية داخلية للبروتين ، أو بسبب قصر عمر الناقل العصبي نفسه ، حيث يتم تدميره بواسطة الإنزيمات أو يتم امتصاصه في
الخلايا الدبقية المجاورة. يمكن أن تؤثر المواد التي تؤثر على هذه العمليات وتطيل عمل الناقلات العصبية بشكل كبير في عمل الجهاز العصبي. تعمل المهدئات على إطالة مدة تدفق الأيونات عبر القنوات التي يفتحها الناقل العصبي GABA. يطيل غاز الأعصاب عمل
الأستيل كولين ، وهو ناقل عصبي يسبب تقلص العضلات.
لكن الخلايا العصبية لديها قدرة مثيرة للاهتمام على الاستجابة لزيادة طويلة الأجل في تأثيرات الناقلات العصبية - على فترات عدة أيام أو أكثر ، والتي يمكن أن تؤدي إلى كمية مفرطة من الإشارات التي تمر عبر دائرة عصبية معينة - فهي ببساطة تمتص مستقبلات الناقلات العصبية الخاصة بها ، ويظل عدد أقل من المستقبلات العاملة على سطح الخلية . رد فعل مماثل قد يكمن وراء ظهور مقاومة للعقاقير والأدوية والأطعمة الحارة.
لا يتم الكشف عن الأطعمة الحارة في مستقبلات الناقلات العصبية في الدماغ ، ولكن في المستقبلات الكيميائية الطرفية التي تستجيب
للكابسيسين ، وهي مادة طبيعية تجعل الفلفل حارًا. مثال مثير للإدمان هو مرهم قائم على الكابسيسين الذي يزيل حساسية المستقبلات ويخفف الألم في التهاب المفاصل والاعتلال العصبي.
على العكس من ذلك ، مع انخفاض إنتاج الناقلات العصبية ، يمكن لخلايا عصبية معينة إنتاج المزيد من بروتينات المستقبلات وقنوات الأيونات المرتبطة بها. وبهذه الطريقة ، يعود التحفيز المفرط إلى الإدراك الطبيعي ، ويؤدي عدم التحفيز إلى ضبط الدائرة العصبية لزيادة الحساسية حتى للإشارات الضعيفة. كيف تعرف الخلايا هذا؟ من خلال أنظمة التغذية المرتدة المختلفة ، يستخدم العديد منها الخصائص البيوكيميائية الخاصة لأيونات الكالسيوم ، والتي تسمح للخلايا العصبية بالعثور على أرضية وسطية مريحة أو مناسبة. يمكن بدء عمليات مماثلة عندما يتكرر التحفيز ، الممتع في البداية - أو البغيض - مرارًا وتكرارًا. ينحسر الإدراك الحاد عندما يجد الدماغ معلمه.
تسمى هذه العملية
بالاستتباب ، ويتم بذل الكثير من الجهد في دراسة "اللدونة المنزلية" للدوائر العصبية - عودة الخلايا العصبية لنقطة التحكم الأساسية حتى مع التغيرات في قوة محفز المدخلات. [Turrigiano ، G. اللدونة المشبكية المثلية: الآليات المحلية والعالمية لتثبيت وظيفة الخلايا العصبية. منظور Cold Spring Harbour في علم الأحياء 4 ، a005736 (2012)]
على مستوى الكائن الحي بأكمله ، تتغير الأحاسيس من هذه المحفزات وفقًا لذلك ؛ انخفاض في حالة المحفزات المتكررة ، ثم التعافي في حالة حدوث تغيير. يمكن أن يكون العرض البسيط لهذه الظاهرة هو تجربة رخويات الرخويات ، والتي تستجيب لأول مرة في الخياشيم استجابة
لللمسة الخفيفة. بعد سلسلة من اللمسات غير الضارة ، يعتاد عليها ويتوقف عن التفاعل حتى يتم الجمع بين اللمسة مع شيء غير سار ، على سبيل المثال ، مع الصدمة الكهربائية. عند استخدامها ، لا تتعرض المستقبلات للتحسس - وبدلاً من ذلك ، ينتهي الناقل العصبي بالخلايا العصبية. [Kandel، ER & Schwartz، JH البيولوجيا الجزيئية للتعلم: تعديل إطلاق المرسل. العلم 218 ، 433-443 (1982)]
في حالة الأحاسيس اللطيفة ، ستعمل الفئران الجائعة من أجل الطعام ، سواء كان عاديًا أو لذيذًا بشكل خاص ، وستعمل الفئران المشبعة فقط للحصول على الحلويات التي يحبونها بشكل خاص. يمكن تقليل دافع الفئران للعمل من أجل الغذاء مع الأدوية التي تتداخل مع مستقبلات الأفيون الطبيعي والدوبامين - الناقلات العصبية في الدوائر العصبية التي تشير إلى المكافآت. اتضح أن خطوط المكافأة يتم تحفيزها من خلال التوقع وامتصاص الطعام ، ولكن في الفئران جيدة التغذية ، يحدث هذا فقط إذا فاز الطعام مقارنة بالتجربة الأخيرة. [Barbano ، MF & Cador ، M. المواد الأفيونية لتجربة المتعة والدوبامين للاستعداد لذلك. علم الأدوية النفسية 191 ، 497-506 (2007)] بعبارة أخرى ، لا تترك مساحة للحلوى ؛ سيظل لطيفًا ، طالما أن طعمه أفضل مما كان عليه من قبل.
يمكن أن تتسبب المحفزات المألوفة والأحاسيس الناتجة عنها في ظهور تعديلات أخرى على القنوات الأيونية ومستقبلات الناقلات العصبية التي يمكن أن تغير ملامح العصب بالكامل. في الواقع ، بعض الدوائر الدماغية للعديد من الحيوانات (بما في ذلك نحن) جيدة جدًا في التنبؤ بنتيجة حافز معروف لدرجة أنها ترسل إشارات تعيد التوازن بين الشعور بما يحدث. لا يلاحظ الجسم حتى أن شيئًا ما يحدث - حتى يحدث شيء آخر أو غير متوقع.
ومن الأمثلة المثيرة للاهتمام على قدرة الدماغ على التغلب على الأسماك الشهيرة ، والتي تسمح لها إحساسها الكهربائي باستشعار الحقول الكهربائية. يدرسون البيئة باستخدام تصريف عضو كهربائي (REO) - "صرخة" خاصة تخلق مجالًا كهربائيًا حول الأسماك. في حالة وجود أشياء ، فإن هذا المجال مشوه - ربما هذا يشبه إلى حد ما تشويه شكل الجلد عندما تلمس الجسم. إنه انحراف عن الشكل المعتاد الذي يتحدث عن الحاجة إلى الحفظ أو التحقيق. إشارات REO الدائمة نفسها ليست شيئًا مهمًا. ترسل الخلايا العصبية التي تنشئ خلايا REO أيضًا إشارة إلى دماغ الأسماك ، تشير إلى أنها قد عملت. تتعارض هذه الإشارة تمامًا مع الإشارة الحسية التي تتلقاها الأسماك نتيجة لاستشعار مجالها غير المشوه الذي تم الحصول عليه نتيجة REO ، ونتيجة لذلك تحيد إحساس الأسماك بـ "صرخة" خاصة بها عندما لا يكون هناك شيء قريب. [Bell، C.، Bodznick، D.، Montgomery، J. Bastian، J. توليد وطرح التوقعات الحسية ضمن هياكل تشبه المخيخ. سلوك الدماغ والتطور 50 ، 17-31 (1997)]
تساعد القدرة على التعود على المعلومات الواردة وتجاهلها ، وهي معلومات ثابتة ومألوفة ويمكن التنبؤ بها وآمنة ، من حيث السلوك. وبعبارة أخرى ، لديها ميزة تطورية. إذا شعرنا باستمرار بلمس الملابس على الجلد أو الرائحة الطفيفة لمُنعم الأقمشة ، فسيكون هذا ، بعبارة ملطفة ، مشتتًا للغاية ، وقد يمنعنا أيضًا من الكشف عن إشارة مهمة والرد عليها - ربتة على الكتف أو رائحة نخب حارق. قد يكون عدم القدرة على التنبؤ والتكيف أحد العوامل التي تساهم في تطور
اضطرابات طيف التوحد . [Gomot M. & Wicker، B. عالم صعب وغير متوقع للأشخاص الذين يعانون من اضطراب طيف التوحد. المجلة الدولية للفيزيولوجيا النفسية 83 ، 240-247 (2012)]
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الإشارات التي تنقل المعلومات المعروفة بالفعل إلى الدماغ ستكون مضيعة. كل هذه الأيونات ، تتحرك داخل وخارج الخلايا لإرسال إشارات في الدماغ ، لا يمكن أن تبقى فقط على الجانب الآخر من حيث انتقلت. يتم إنفاق الطاقة حرفيا على ضخ الصوديوم من الخلايا العصبية وضخ البوتاسيوم إلى الداخل ؛ وبالتالي ، من الأكثر كفاءة عدم إنشاء إمكانات عمل لا تنقل معلومات جديرة بالاهتمام.
هل هذا يعني أن شيئًا جديدًا فقط منطقيًا ، وأن كل شيء مألوف يجب التخلص منه بمجرد أن تصبح الأحاسيس مملة؟ على العكس ؛ أعتقد أن هذا هو مفتاح السعادة ، وهو متوافق مع مبادئ الدماغ. يتم استعادة القدرة على اكتشاف حتى المنبهات المألوفة من خلال "إعادة تشغيل" سريعة ، مما يسمح بالتعافي من إزالة الحساسية بما يكفي لتعزيز الأحاسيس اللاحقة. يبدو لي أنه على وجه التحديد قدرة الدماغ على إدراك الأحاسيس على النقيض هي التي يمكن أن تفسر جزئيًا سبب عدم نجاح محاولاتنا لتحقيق الرضا الأبدي. يعمل الدماغ على منحنى ، ويقارن باستمرار الوضع الحالي بالوضع السابق ، وبالتالي يمكن أن يكون عدم الرضا هو سر السعادة. بالطبع ليس سوء الحظ المطلق ، ولكن التبريد على المدى القصير ، مما يسمح لنا بالشعور بالدفء والجوع وجعل الشبع مرغوبًا للغاية ، وهي فترة من اليأس ترسلنا إلى شعور مذهل بالنصر. الطريق إلى الرضا يمر عبر التناقضات.
أنديرا م. رامان - أستاذ علم الأعصاب في جامعة نورث وسترن