Ինչպե՞ս կարող է ճանճի ուղեղն օգնել հասկանալ մարդու վարքագիծը

Հետազոտողները կազմել են արու ճանճի ուղեղի բոլոր նյարդային բջիջների միջև առկա բոլոր 124 միլիոն կապերի քարտեզը։ Համեմատելով այն էգ ճանճի ուղեղի քարտեզի հետ՝ գիտնականները հայտնաբերել են նեյրոնային կապերի տարբերություններ, որոնք, նրանց կարծիքով, ընկած են արուների վարքագծային առանձնահատկությունների հիմքում։ Այդ տարբերությունները վերաբերում են ագրեսիվ վարքագծին, սիրահետմանը և «սիրային երգերի» կատարմանը։

Հետազոտական խումբը հստակ հայտարարում է, որ այս աշխատանքը չի բացատրի տղամարդկանց և կանանց միջև եղած տարբերությունները, քանի որ մարդու վարքագիծը շատ ավելի բարդ է։ Սակայն այս հետազոտությունները կարող են օգնել գիտնականներին ավելի լավ հասկանալ մարդկային վարքագիծը և այնպիսի վիճակներ, ինչպիսիք են աուտիզմը և շիզոֆրենիան, որոնց դեպքում գենետիկական տարբերություններն ազդում են ուղեղի նեյրոնային կապերի վրա։

Քեմբրիջի Բժշկական հետազոտությունների խորհրդի Մոլեկուլային կենսաբանության լաբորատորիայի պրոֆեսոր Գրեգորի Ջեֆերիսը, որը գլխավորել է հետազոտությունը, BBC-ին ասել է, որ այս ձեռքբերումը ներկայացնում է «իսկապես կարևոր նոր ուղղություն նեյրոկենսաբանության մեջ»՝ այն համեմատելով աստղադիտակի գյուտի հետ, որն ընդլայնեց տիեզերքի մասին մեր պատկերացումները։

«Մեր գլխում գտնվում է այս զարմանահրաշ համակարգը, որը թույլ է տալիս մեզ անել անհավանական բաներ, ինչպիսիք են սոնատ նվագելը կամ գիտական խնդիր լուծելը։ Եվ այս հայտնագործությունը կարող է օգնել մեզ հասկանալ, թե ինչպես են աշխատում այդ զարմանահրաշ համակարգերը», — ասել է նա։

Ճանճի ուղեղը որքան գեղեցիկ է, այնքան էլ անհավանական։ Այն գնդասեղի գլխիկի չափ է, և այդուհանդերձ շատ առումներով ավելի արդյունավետ է, քան սուպերհամակարգիչը, և ընդունակ է գերազանցել ամենախելացի արհեստական բանականությանը։

Դոկտոր Ջեֆերիսի թիմը և նրա գործընկերները մանրակրկիտ վերլուծել են պտղաճանճի (դրոզոֆիլ) արուի ուղեղի յուրաքանչյուր նյարդային բջիջ և յուրաքանչյուր նեյրոնային կապ։ Նրանք հավաքել են այդ բոլոր տվյալները եռաչափ քարտեզի մեջ։ Երկու տարի առաջ նույն թիմը ստեղծել էր էգ ճանճի ուղեղի քարտեզը՝ որպես իրենց վերջնական նպատակի մաս՝ համեմատել այդ երկու ուղեղները, դրանով իսկ կատարելով հսկայական առաջընթաց նեյրոկենսաբանության ոլորտում։

Հետազոտությունը ցույց է տվել, որ արուների և էգերի ուղեղի բջիջների մոտ 95%-ը նույնն են։ Սակայն, ըստ դոկտոր Իզաբելլա Բեքեթի՝ Cell ամսագրում հրապարակված գիտական հոդվածի համահեղինակի, մնացած 5%-ը բավարար է միանգամայն տարբեր վարքագիծ ձևավորելու համար։

«Մենք ակնկալում էինք տարբերություններ գտնել, և մենք դրանք գտանք. մենք հիացած ենք ստացված արդյունքներով», — ասել է նա։

Առաջին հայացքից արու և էգ ճանճերի ուղեղներն արտաքուստ նույնն են թվում, բայց նեյրոնային կապերի մանրակրկիտ ուսումնասիրությունը հետազոտողներին ցույց է տվել, որ գոյություն ունեն փոքր տարբերություններ, որոնք հանգեցնում են վարքագծի զգալի փոփոխությունների։

Օրինակ՝ սիրահետման ժամանակ արուն հետևում է էգին, երբ նա տեղաշարժվում է։ Հետազոտողները բացահայտել են այս առանձնահատկության հետ կապված ուղեղի շղթաները և հայտնաբերել առանցքային տարբերություններ դրանց կառուցվածքում։ Արուների մոտ կան լրացուցիչ տարրեր, որոնք ուժեղացնում են տեսողական համակարգի աշխատանքը։

Էլ ավելի զգալի տարբերություն է նկատվում ագրեսիայի հետ կապված շղթաներում։ Արուներն ավելի հաճախ են կռվի բռնվում, ուստի նրանց մոտ շատ ավելի շատ նեյրոնային կապեր կան՝ կապված այդ վարքագծի հետ, քան էգերի մոտ։

Եվ վերջապես, կա շղթա, որը պատասխանատու է «սիրային երգի» համար։

Արուները սիրահետում են էգերին՝ ձայներ արձակելով։ Նրանք ունեն եզակի, միայն իրենց բնորոշ սխեմա, որը թույլ է տալիս արտադրել այդ ձայները։ Ըստ հետազոտության համահեղինակ դոկտոր Ֆիլիպ Շլեգելի, այդ սխեման պետք է լինի կատարյալ հավասարակշռված, այլապես հետևանքները խեղճ արուի համար կարող են աղետալի լինել։

«Սիրահետումը ներառում է նաև արուի պարը էգի առջև և նրա համար երգելը, — պատմել է նա։ — Ձայնն առաջանում է թևերի թրթռոցի հաշվին, ինչը թույլ է տալիս ստեղծել շատ յուրահատուկ երգ։ Եթե էգին դա դուր գա, նա թույլ կտա իրեն մոտենալ, իսկ եթե ոչ՝ նա կվռնդի նրան, ինչը կարող է դրսևորվել թաթիկով «դեմքին» հարվածելու տեսքով»։

Արու և էգ ճանճերի նեյրոնային սխեմաների այս երեք տարբերությունները պայմանավորված են երկու հիմնական գեներով։ Գիտնականներն արդեն տարիներ շարունակ գիտեին այդ գեների և այն մասին, թե ինչպես են դրանք կապված վարքագծի այդ տեսակներից յուրաքանչյուրի հետ։ Բայց այն, ինչ նրանց երբեք չէր հաջողվել տեսնել, միջանկյալ մեխանիզմն էր։ Այժմ առաջին անգամ նրանք կարող են տեսնել հենց նեյրոնային կապերի սխեման, որը ձևավորվում է այդ գեների կողմից։

Հետազոտության հիմնական նպատակը չի եղել արու և էգ ճանճերի տարբերությունների բացահայտումը և առավել ևս տղամարդկանց ու կանանց միջև վարքագծային որոշ ենթադրյալ տարբերությունների նեյրոկենսաբանական բացատրություններ փնտրելը։

Ըստ Բեքեթի, նեյրոնային կապերի սխեմայի մեջ փոքր տարբերություններ ունեցող երկու ուղեղների համեմատությունը թույլ է տալիս գիտնականներին հստակ տեսնել այն սկզբունքները, որոնք ընկած են ուղեղի նեյրոնային կապերի փոփոխությունների հիմքում և որոշում են ցանկացած վարքագիծ։

«Դուք ունեք ընդամենը մեկ անկախ փոփոխական՝ սեռը, և այդ դեպքում կարող եք տեսնել, թե որն է տարբերությունը։ Սա ցանկացած գիտնականի երազանքն է», — ասում է նա։

Այս տարբերությունները թույլ են տալիս գիտնականներին մեծ քայլ կատարել կենսաբանության կարևորագույն հարցերից մեկիը հասկանալու ուղղությամբ՝ ինչպես են գեներն ազդում վարքագծի վրա։

Գիտնականներն արդեն տասնամյակներ շարունակ գիտեն, որ գեներն ազդում են վարքագծի վրա, բայց գործնականում պատկերացում չունեին, թե հատկապես ինչպես են նրանք թողնում այդ ազդեցությունը։ Պատասխանը, ըստ դոկտոր Ջեֆերիսի, թաքնված է նրանում, թե ինչպես են գեները ձևավորում նեյրոնային կապերը ուղեղում և ինչպես են այդ կապերն ազդում վարքագծի վրա։

«Ճանճի ուղեղի համեմատությունը մեզ լավ պատկերացում է տալիս այդ մասին, — ասել է նա BBC-ին։ — Մարդիկ ունեն վարքագծի մոդելներ, որոնք, թվում է, ունեն ուժեղ գենետիկական հիմք։ Օրինակ՝ շիզոֆրենիայի դեպքում, կամ գոյություն ունեն գեների բազմաթիվ տարբերակներ՝ կապված աուտիզմի և աուտիկ սպեկտրի խանգարումների հետ, որոնք մենք իրականում դեռևս լիովին չենք հասկանում»։

Նա հավելում է, որ գոյություն ունի նաև այս գիտելիքները արհեստական բանականության կատարելագործման և համակարգչային համակարգերի արդյունավետության բարձրացման համար կիրառելու հնարավորություն։

«Մեր ուղեղի պես արդյունավետ արհեստական բանականություն ստեղծելու համար, հավանաբար, կպահանջվի ավելի շատ կենսաբանական ներշնչանք։ Եվ ներշնչանքի կարևոր աղբյուր, ամենայն հավանականությամբ, կդառնան իրական կենսաբանական կապերի սխեմաները, — կարծում է Ջեֆերիսը։- Կան մարդիկ, որոնք ներկառուցում են ճանճի ուղեղը արհեստական ցանցերի մեջ և փորձում են հասկանալ՝ կարո՞ղ է արդյոք այն օգնել արհեստական համակարգերի ուսուցման և դրանց կառավարման հարցում»։

Հետևեք NEWS.am Medicine-ին Facebook-ում և Twitter-ում