خريطة القشرة الدماغية

الخرائط القشرية هي مجموعات (مناطق) من الأعمدة الصغيرة في قشرة الدماغ التي تم تحديدها على أنها تؤدي وظيفة معالجة معلومات محددة (خرائط النسيج، خرائط الألوان، خرائط الكفاف، إلخ).

غالبًا ما يُوصف التنظيم القشري، وخاصةً فيما يتعلق بالأنظمة الحسية ، بمصطلحات الخرائط. ^{[ 1 ]} فعلى سبيل المثال، تُسقط المعلومات الحسية من القدم إلى موقع قشري، بينما تستهدف الإسقاطات من اليد موقعًا آخر. ونتيجةً لهذا التنظيم الجسدي المكاني للمدخلات الحسية إلى القشرة، يُشبه التمثيل القشري للجسم خريطة (أو صورة مصغرة ).

في أواخر سبعينيات وأوائل ثمانينيات القرن الماضي، بدأت عدة مجموعات بحثية باستكشاف آثار إزالة أجزاء من المدخلات الحسية . استخدم مايكل ميرزنيش وجون كاس ودوغ راسموسون الخريطة القشرية كمتغير تابع . ووجدوا - وقد أكدت ذلك لاحقًا مجموعة واسعة من المختبرات - أنه إذا حُرمت الخريطة القشرية من مدخلاتها، فإنها ستُفعّل لاحقًا استجابةً لمدخلات أخرى، عادةً ما تكون مجاورة. على الأقل في الجهاز الحسي الجسدي، الذي دُرست فيه هذه الظاهرة بشكلٍ مُعمق، تتبع جيه تي وول وجيه شو الآليات الكامنة وراء هذه المرونة. لا تنشأ إعادة التنظيم قشريًا ، بل تحدث على كل مستوى في التسلسل الهرمي للمعالجة؛ وهذا ما يُنتج تغييرات الخريطة الملاحظة في القشرة المخية. ^{[ 2 ]}

بدأ ميرزنيش وويليام جينكينز (1990) دراسات تربط بين التجربة الحسية ، دون اضطراب مرضي، واللدونة الملحوظة في القشرة الدماغية للجهاز الحسي الجسدي لدى الرئيسيات ، حيث وجدا أن المواقع الحسية التي يتم تنشيطها في سلوك إجرائي مُنتبه إليه تزداد تمثيلها في القشرة الدماغية . بعد ذلك بوقت قصير، بذل فورد إبنر وزملاؤه (1994) جهودًا مماثلة في قشرة برميل الشوارب لدى القوارض (وهي أيضًا جزء من الجهاز الحسي الجسدي). تباعدت هاتان المجموعتان إلى حد كبير على مر السنين. أصبحت جهود دراسة برميل الشوارب لدى القوارض محور اهتمام إبنر، وماثيو دايموند، ومايكل أرمسترونج-جيمس، وروبرت ساشديف، وكيفن فوكس، وتم إحراز تقدم كبير في تحديد موضع التغيير في المشابك العصبية القشرية التي تُعبر عن مستقبلات NMDA ، وفي إثبات أن المدخلات الكولينية ضرورية للتعبير الطبيعي. ومع ذلك، كانت الدراسات التي أجريت على القوارض ضعيفة التركيز على الجانب السلوكي ، وقد حدد رون فروستيج ودانيال بولي (1999، 2004) التلاعبات السلوكية باعتبارها تسبب تأثيرًا كبيرًا على اللدونة القشرية في ذلك النظام.

استخدم ميرزنيش ودي تي بليك (2002، 2005، 2006) غرسات قشرية لدراسة تطور اللدونة في كل من الجهازين الحسي الجسدي والسمعي . يُظهر كلا الجهازين تغيرات مماثلة فيما يتعلق بالسلوك . فعندما يرتبط مُحفز ما معرفيًا بالتعزيز ، يتقوى تمثيله القشري ويتوسع. في بعض الحالات، قد يتضاعف حجم التمثيل القشري مرتين أو ثلاث مرات خلال يوم أو يومين عند اكتساب سلوك حسي حركي جديد لأول مرة، وتكتمل هذه التغيرات في غضون أسابيع قليلة على الأكثر. تُظهر الدراسات الضابطة أن هذه التغيرات لا تنتج عن التجربة الحسية وحدها، بل تتطلب تعلمًا عنها، وتكون أقوى بالنسبة للمُحفزات المرتبطة بالمكافأة، وتحدث بسهولة متساوية في سلوكيات التكييف الإجرائي والكلاسيكي.

من الظواهر المثيرة للاهتمام المتعلقة بالخرائط القشرية ظاهرة الأطراف الوهمية (انظر راماشاندران للمزيد من التفاصيل). تُلاحظ هذه الظاهرة بشكل شائع لدى الأشخاص الذين خضعوا لعمليات بتر في اليدين أو الذراعين أو الساقين، ولكنها لا تقتصر على الأطراف فقط. يُعتقد أن الشعور بالطرف الوهمي، والذي يُعزى ^{[ 3 ]} إلى خلل في تنظيم خريطة الدماغ وعدم القدرة على استقبال الإشارات من المنطقة المستهدفة، قد يكون مزعجًا أو مؤلمًا . ومن الجدير بالذكر أنه أكثر شيوعًا بعد حالات فقدان الأطراف غير المتوقعة مقارنةً بعمليات البتر المخطط لها. هناك ارتباط وثيق بين مدى إعادة تنظيم الدماغ الفيزيائي وشدة الألم الوهمي. ومع تلاشيه، يُعد مثالًا وظيفيًا رائعًا على تكوين روابط عصبية جديدة في دماغ الإنسان البالغ.

يُصنّف نورمان دويدج، مُقتدياً بمايكل ميرزنيش، مظاهر اللدونة العصبية إلى تكيفات ذات عواقب سلوكية إيجابية وسلبية. فعلى سبيل المثال، إذا استطاع الكائن الحي التعافي بعد السكتة الدماغية والعودة إلى مستويات الأداء الطبيعية، يُمكن اعتبار هذا التكيف مثالاً على "اللدونة الإيجابية". أما النمو العصبي المفرط الذي يؤدي إلى التشنج أو الشلل التوتري ، أو الإفراز المفرط للناقلات العصبية استجابةً للإصابة والذي قد يُؤدي إلى موت الخلايا العصبية، فيُعتبر لدونة "سلبية". إضافةً إلى ذلك، يعتبر الدكتور دويدج إدمان المخدرات والوسواس القهري مثالين على "اللدونة السلبية"، إذ أن إعادة توصيل المشابك العصبية التي تُؤدي إلى هذه السلوكيات تُعدّ أيضاً غير تكيفية إلى حد كبير. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

أظهرت دراسة أجريت عام 2005 أن تأثيرات اللدونة العصبية تحدث بوتيرة أسرع مما كان متوقعاً. فقد تم تصوير أدمغة طلاب الطب خلال فترة دراستهم للامتحانات. وفي غضون أشهر قليلة، زادت المادة الرمادية في أدمغة الطلاب بشكل ملحوظ في القشرة الجدارية الخلفية والجانبية. ^{[ 5 ]}

• إعادة رسم الخرائط القشرية