إذا كنت تقود سيارتك من العمل إلى المنزل عبر طريق سافرت إليه عدة مرات من قبل، فمن المرجح أن يتجول عقلك. قد تنشغل بمحادثة رائعة على الراديو، أو تبدأ في التدرب على اجتماع مهم في اليوم التالي. يمكنك توجيه سيارتك في طريقك المعتاد بطريقة تلقائية إلى حد كبير، دون الحاجة إلى الاهتمام المتعمد بعجلة القيادة، أو الحركات الدقيقة لقدميك على الدواسات، أو ظروف المرور المتغيرة باستمرار من حولك. ومع ذلك، إذا واجهت تحديًا معرفيًا مفاجئًا، مثل إغلاق طريق غير متوقع، فستتمكن بسرعة من تغيير السرعة وتحديد طريق جديد إلى المنزل عبر شارع جانبي نادرًا ما تستخدمه
يحدث هذا النوع من التحول نحو تفكير أكثر تعمدًا في مجموعة متنوعة من المواقف المختلفة: على سبيل المثال، عندما يتعين عليك البحث بعناية عن حل لفكرة كلمات متقاطعة صعبة بشكل خاص، أو التفكير في طريقة جديدة لتأليف حجة لتغيير وجهة نظر صديق عنيد. إن الطريقة التي يوازن بها الدماغ بين الأنماط المعرفية التي تنطوي عليها هذه السيناريوهات -المعالجة التلقائية نسبيا والمعالجة الأكثر تعمدًا- لا تزال غير مفهومة بشكل جيد؛ مما يشير إلى أننا بحاجة إلى طرائق جديدة للتفكير في هذا الأمر
من المفيد أن نبدأ بالنظر في أنواع الميزات الموجودة في أدمغتنا والتي قد تساعدنا في التعامل مع المهام المتعددة الصعبة. أولا، نحتاج إلى أن نكون قادرين على تعلم كل خصوصيات وعموميات تحدٍ معين – وإلا كيف يمكننا توقع الخطوة التالية في تسلسل معقد، مثل القيادة على طول الطريق الذي تشغله سيارات أخرى ومشاة؟ نحتاج أيضًا إلى أن نكون قادرين على معالجة جميع المعلومات المتعلقة بالمهمة التي نعمل عليها، دون أن تتسرب إلى عملية أخرى نرغب في عملها في الوقت نفسه – وإلا فقد نسمح لتصاعد الصوت في جهاز الاستريو بالتأثير على ما إذا كنا قد انحرفنا عجلة قيادة السيارة في حركة المرور القادمة. علاوة على ذلك، نود أن يجري تنبيهنا عندما تفشل أي عملية نسمح لها بالعمل من تلقاء نفسها. إذا حرمنا من هذه السيطرة، فسنتجاوز الضوء الأحمر أو نفشل في ملاحظة إشارة الانعطاف المزعجة
لا يجري التحكم في أي من هذه الوظائف المعقدة بواسطة بنية عصبية واحدة، بل هي خصائص ناشئة للتفاعلات بين مناطق واسعة الانتشار في الجهاز العصبي. هناك أدلة كثيرة على أن التفاعلات المنسقة بين القشرة الدماغية والمهاد تسمح لنا بربط فرص العمل (مثل عجلة القيادة والدواسات) بالأهداف والخطط (قيادة السيارة للوصول إلى المتجر). ومع ذلك، فإن هذين النظامين العصبيين الرئيسين لا يعملان بمفردهما. على سبيل المثال، يرتبط كلا الهيكلين بقوة بالمخيخ، وهو هيكل ضخم يقع في قاعدة الدماغ. يقوم المخيخ بإنشاء نسخة عالية الدقة من الإجراءات التي نتخذها في سياق معين، ثم يتعلم إعادة دمج ميزات الموقف وإجراءاتنا المخطط لها في أفضل استجابة لما يجب القيام به بعد ذلك في هذا الموقف. في المقابل، فإن الدوائر المثبطة داخل المهاد والقشرة الدماغية هي أكثر ملاءمة لضمان عدم اندماج التسلسلات المختلفة ( على سبيل المثال ، توجيه السيارة والاستماع إلى الموسيقى) مع بعضها بعضًا.
إن القدرة على التحكم في التوازن بين المعالجة التلقائية والمتعمدة مناسبة تمامًا لنظام الإثارة العصبي . يتكون هذا النظام من نوى (مجموعات من الخلايا العصبية) تنتشر على نطاق واسع في جميع أنحاء الدماغ، حيث تطلق مواد كيميائية عصبية تغير الطريقة التي تتفاعل بها المناطق المختلفة. واستنادًا إلى اتصالها واسع النطاق، توفر هذه الهياكل التحكم المعياري في جميع العمليات الأخرى. على سبيل المثال، يتحكم النورأدرينالين الكيميائي العصبي في السمات الرئيسة للإثارة، في حين أن الدوبامين أكثر أهمية للتحفيز.
مع أخذ هذا المنظور في الاعتبار، ما هو النظام الكيميائي العصبي الأكثر أهمية للتحكم في التوازن بين المعالجة المعرفية الأكثر تلقائية والأكثر تعمدًا؟ بناءً على بحث سابق ، كان لديّ أنا وزملائي حدس بأن نظام هرمون السيروتونين قد يكون مكانًا جيدًا للبحث فيه. يُطلق السيروتونين في الدماغ من عدة نوى مختلفة، بما في ذلك نوى الرافي والتكوين الشبكي النخاعي. بمجرد إطلاق السيروتونين، يكون له مجموعة معقدة للغاية من التأثيرات، حيث إن هناك مجموعة واسعة من مستقبلات السيروتونين المختلفة التي يمكن أن تحول وجود المادة الكيميائية العصبية إلى نتائج خلوية مختلفة. في الواقع، ناضل الباحثون من أجل تقديم تفسيرات مبسطة للنظام تستوعب كل تعقيداته المتأصلة.
وجدت أنا وزملائي طريقة جديدة لمعالجة مشاكل السيروتونين والإدراك. لقد بدأنا بحقيقة مثيرة للاهتمام: أكثر من 95% من السيروتونين الموجود في الجسم يستخدم فعليًا عن طريق الجهاز الهضمي. يتحكم السيروتونين المنطلق في الأمعاء في التمعج، وهي حركة العضلات اللاإرادية التي تدفع محتويات الجهاز الهضمي؛ لذا تساءلنا: ماذا لو استخدمنا الجهاز الهضمي تشبيهًا لكيفية استخدام الدماغ للسيروتونين؟ بدلا من هضم ( أي معالجة) الطعام، ماذا لو استُخدم السيروتونين من قبل أدمغتنا لهضم المعلومات – أي لمعالجة تدفق المعلومات بين الدوائر الموزعة للخلايا العصبية اللازمة لتحديد الهوية واتخاذ القرار والتصرف؟
في أي وقت تكون هناك مشكلة يجب حلها أو اتخاذ قرار، يجب على أدمغتنا معرفة الموارد التي يجب استخدامها لمواجهة التحدي. من المنطقي أن يرغب الدماغ في استخدام الأساليب المجربة والمختبرة كخطوة أولى. عندما تصل إلى كوب القهوة على الطاولة، فإنك تستخدم قبضة عادية تتوافق مع شكل الكوب. إذا نجح هذا الأسلوب البسيط، فقد حررت بقية عقلك للتركيز على مهام أخرى (مثل التحدث إلى صديق). إن المخيخ، وهو المسؤول عن تنفيذ الإجراءات التي جرى تعلمها جيدًا مثل هذه، يجري غمره تمامًا بمدخلات هرمون السيروتونين التي تزيد من قدرته على توفير ردود فعل سريعة ودقيقة للقشرة. في القشرة، يعمل السيروتونين أيضًا على تثبيط النتاج القشري عبر مستقبلات 5–)HT 1 المثبطة( مما يشير بشكل فعال إلى أن المخيخ يمكنه هضم المعلومات دون أي مساعدة قشرية
من خلال هذه العمليات، يساعد السيروتونين الدماغ على الاستمرار في اتباع نهج تلقائي أو معتاد في الموقف الذي يبدو فيه أنه يعمل بشكل جيد. وهذا مشابه لعملية الهضم: إذا كان الطعام الذي تتناوله يمكن هضمه بسهولة؛ فإن السيروتونين سيساعد على تسهيل مروره خلال العملية الهضمية النموذجية
ومع ذلك، في بعض الأحيان، يفشل النهج المدمج. ربما يكون شكل الكوب غريبًا، أو قد يكون بعيدًا عن متناول يدك. أو، بالعودة إلى مثال القيادة، ستجد أن طريقك المعتاد إلى المنزل مغلق. في هذه الحالات، تستعد المستقبلات الاستثارية 5-HT 2A في القشرة لتولي المسؤولية. تغطي هذه المستقبلات – التي يجري تنشيطها بواسطة السيروتونين – الخلايا الهرمية المثيرة في القشرة وتعزز المدخلات الخاصة بالسياق إلى الخلايا. بهذه الطريقة، يزيد السيروتونين من نطاق الخلايا القشرية المختلفة التي يمكن استخدامها لحل المشكلة المطروحة – على سبيل المثال ، لاكتشاف طريقة للإمساك بالكوب أو العودة إلى المنزل. تحدد هذه الفكرة الوضع في القناة الهضمية. إذا كان هناك انسداد (ربما ناجم عن الإفراط في تناول الفوندو)، فيمكن للأمعاء أن ترفع. التمعج للتعامل معه. نحن نتصور موقفًا مشابهًا مع المشكلات المعرفية: إذا كان هناك انسداد ( على سبيل المثال ، لم ينجح أسلوبك الأولي)، فأنت بحاجة إلى إنشاء خيارات جديدة لحل المشكلة
لماذا يجب أن يؤدي السيروتونين هذا الدور في المعالجة المعرفية، وليس بعض الناقلات العصبية الأخرى؟ من الصعب تحديد الإجابة، مثل الكثير من الأسئلة في علم الأعصاب التطوري، نظرًا للوقت الذي مر منذ الأحداث التي حفزت هذه الوظيفة المفترضة. لا يوجد شيء مميز بشكل خاص فيما يتعلق بالسيروتونين مقارنة بالمواد الكيميائية المعدلة للأعصاب الأخرى ، مثل الدوبامين والنورادرينالين. ينشأ كل منها كمستقبلات للمنتجات الغذائية ويستخدم أنواعًا مماثلة من الآليات الخلوية لإحداث تغيير في الجهاز العصبي. ببساطة، من المحتمل أنها كانت أنواع العلف التي كانت موجودة عندما كانت الحيوانات(أو ربما الخلايا المفردة) بحاجة إلى وسيلة لنقل رسالة بسيطة .على سبيل المثال (لقد أكلنا، حان وقت الهضم) إلى نظام معقد من الأجزاء المترابطة. لكن ما كان لافتًا للنظر بالنسبة لي وزملائي هو مدى دقة ربط فكرة الهضم والشبع بلغة الإدراك، ومدى ملاءمة الإطار الجديد للتفكير في ما قد يفعله (وما لا يفعله) السيروتونين. عندما يجري دفع النظام إلى أقصى حدوده الطبيعية.
يمكن أن يساعد هذا المنظور في فهم بعض التأثيرات الأخرى للسيروتونين. على سبيل المثال، العنصر النشط في العديد من الأدوية المخدرة هو تنشيط المستقبل الاستثاري، وإن كان ذلك يتغير بطرائق تختلف عن الجداول الزمنية النموذجية التي تعمل عليها المستقبلات عادةً. يمكن أن يكون التأثير يشبه إلى حد ما تصرف الدماغ كما لو أن الحلول التي جرى تعلمها مسبقًا للمشاكل غير مجدية، والقيام بذلك بطريقة غير متوافقة مع الوضع الحالي – قد تكون جالسًا بشكل مريح على أريكتك تستمع إلى الموسيقى، ولكن تتغير نظرتك بما هو حولك بسبب الأصوات التي تسمعها؛ مما يجعلك تعالج الأغنية بطريقة جديدة تمامًا. تتوافق وجهة النظر هذه مع مجموعة من مشاريع التصوير والنمذجة الحديثة التي توضح أن العوامل المخدرة تزيد من النشاط المنسق حول الدماغ؛ مما يساعد على تفسير تكامل التجارب الحسية عبر طرائق مختلفة.
وعلى نحو مماثل، يمكن لوجهة نظرنا أن تساعد في إعادة صياغة المشاكل القديمة في الطب النفسي. على سبيل المثال، قد يُنظر إلى الأفراد الذين يركزون بشكل قهري على الأفكار السلبية على أنهم يعانون من حالة مشابهة لـ الإمساك المعرفي. أحد الاحتمالات هو أن تحرير السيروتونين في أدمغتهم (عن طريق مثبطات استرداد السيروتونين الانتقائية الموصوفة عادة) قد يسهم في حالة من تدفق معالجة المعلومات التي تفتح مجموعة من الخيارات المحتملة؛ مما قد يسمح للأفراد بإعادة تقييم المواقف التي استجابوا لها بشكل تلقائي نسبيًّا. (من الجدير بالذكر أن حالات مثل الاكتئاب لها أسباب معقدة ولا ترجع ببساطة إلى انخفاض مستويات السيروتونين)
في المقابل، يمكن تصور المستويات المرتفعة بشكل مزمن من السيروتونين في الدماغ على أنها “إسهال” إدراكي – حتى عندما تُهضم جميع المشاكل (الطعام)، قد لا يزال هناك قدر كبير من التأمل غير الضروري وظيفيًا (التمعج) الذي يؤدي إلى خلل وظيفي في الدماغ.
بدلًا من محاولة حل هذه المشكلات النفسية والاجتماعية المعقدة، نأمل أنا وزملائي ببساطة أن يفتح هذا المنظور الجديد حول وظيفة نظام هرمون السيروتونين طرائق لأفكار وعلاجات جديدة. في الوقت الحالي، يمكنك استخدامه لإعادة صياغة طريقة تفكيرك في دماغك. في المرة القادمة التي تقود فيها سيارتك إلى المنزل أو تجلس للاستمتاع بتناول وجبة، فكر في الطرائق التي يحاكي بها الحساء الكيميائي العصبي في دماغك أمعاءك: مما يساعدك على هضم أنماط معقدة من المعلومات في أثناء التنقل في التعقيدات من حياتك اليومية.
