كيف تستمع أدمغة الخفافيش للإشارات الواردة أثناء تحديد الموقع بالصدى

يجري عالم الأعصاب خوليو سي. هيشافاريا من معهد بيولوجيا الخلية وعلم الأعصاب بجامعة غوته وفريقه أبحاثًا حول النشاط الدماغي المرتبط بالأصوات لدى خفاش سيبا قصير الذيل.

وتتناول أحدث دراساتهم كيفية عمل القشرة السمعية والفص الجبهي معًا في تحديد الموقع بالصدى. تعالج القشرة السمعية المعلومات السمعية، بينما يعد الفص الجبهي منطقة في الدماغ الأمامي ترتبط، لدى البشر، بمهام تشمل تخطيط الأفعال.

وللتعمق في هذا الموضوع، زرع الباحثون أقطابًا كهربائية دقيقة في أدمغة الخفافيش لتسجيل النشاط العصبي في الفص الجبهي والقشرة السمعية.

نجح الباحثون في تحديد حلقة تغذية راجعة كانت مجهولة تمامًا في شبكة الفص الجبهي والقشرة السمعية لدى الخفافيش التي تصدر أصوات تحديد الموقع بالصدى.

تتدفق المعلومات عادةً من الفص الجبهي. حيث يخطط لإنتاج الصوت، إلى القشرة السمعية لتهيئتها لاستقبال إشارة صوتية. ولكن لوحظ أن تدفق المعلومات من الفص الجبهي إلى القشرة السمعية يتضاءل بعد إصدار نبضة تحديد الموقع بالصدى.

حتى ينعكس اتجاه نقل المعلومات تمامًا، فتتدفق المعلومات من القشرة السمعية عائدةً إلى الفص الجبهي. يفترض هيشافاريا أن حلقة التغذية الراجعة هذه تُهيئ القشرة السمعية لاستقبال الأصوات المنعكسة من صوت تحديد الموقع بالصدى بشكل أفضل.

قام علماء الأحياء العصبية بمحاكاة الإشارات الصادرة من القشرة السمعية عن طريق التحفيز الكهربائي للفص الجبهي. وكان للنشاط الناتج في الفص الجبهي التأثير المتوقع، وهو تحفيز القشرة السمعية على الاستجابة بقوة أكبر للانعكاسات الصوتية.

ويلخص عالم الأحياء العصبية هيشافاريا الأمر قائلًا: “هذا يدل على أن حلقة التغذية الراجعة التي وجدناها فعالة”. ويستخدم استعارة الطريق السريع لتوضيح أهمية هذه النتائج: “حتى الآن، كان يعتقد عمومًا أن تدفق البيانات على هذا الطريق السريع للمعلومات يسير في اتجاه واحد في الغالب. وأن حلقات التغذية الراجعة استثناء. تظهر بياناتنا أن هذا الرأي على الأرجح غير صحيح، وأن حلقات التغذية الراجعة في الدماغ ربما تكون أكثر أهمية بكثير مما كان يفترض سابقًا”.

المثير للدهشة أنه لم يُلاحظ أي انعكاس ملحوظ في تدفق المعلومات لأصوات الخفافيش المستخدمة لأغراض التواصل. ويرجّح هيشافاريا أن “هذا قد يعود إلى وجود الخفافيش بمفردها في حجرة عازلة للصوت والكهرباء. وبالتالي لم تتوقع استجابة لنداءاتها”.

ويضيف: “من الجوانب التي تجعل دراستنا مثيرة للاهتمام أنها تفتح آفاقًا جديدة لدراسة التفاعلات الاجتماعية للخفافيش. ونعتزم مواصلة العمل في هذا المجال مستقبلًا”.