مدينة الخلايا العصبية: لماذا يفكر البعض بسرعة والبعض الآخر ببطء سريع
يحتوي دماغ الفأر على حوالي 70 مليون خلية عصبية، والروابط بينها موزعة بشكل غير متساوٍ إطلاقًا: بعض الخلايا لديها بضع عشرات من الاتصالات فقط، بينما البعض الآخر لديه آلاف. الأمر يشبه مدينة فيها أزقة هادئة وساحات مزدحمة. لكن حتى الآن لم يكن واضحًا كيف يؤثر هذا التباين على عمل الدماغ نفسه.
قام الباحثون ببناء نموذج حاسوبي يمكن فيه جعل الروابط بين الخلايا أكثر أو أقل عدم انتظام. واتضح أن الخلايا ذات الروابط الأكثر — العُقد — تبدأ في العمل بشكل أبطأ: فهي كما لو كانت تتراكم الإشارات الواردة قبل أن تستجيب. أما الخلايا ذات الروابط الأقل، فهي على العكس تستجيب بسرعة. وهكذا تظهر في الشبكة الواحدة خلايا عصبية «سريعة» و«بطيئة»، على الرغم من أن القواعد واحدة للجميع.
أكد الاختبار على البيانات الحقيقية النظرية: في قطعة صغيرة جدًا من دماغ الفأر، والتي رسمها العلماء بدقة تصل إلى جزء من الألف من المليمتر، كانت الخلايا العصبية ذات الروابط الواردة الأكثر تمتلك بالفعل أوقات استجابة أبطأ. وهذا يعني أن عدم انتظام الروابط ليس ضجيجًا عشوائيًا، بل آلية مهمة تسمح للدماغ بمعالجة الإشارات السريعة (مثل الحركة) والبطيئة (مثل المزاج) في الوقت نفسه.
هذا المبدأ قد يكون مفيدًا أيضًا في الشبكات العصبية الاصطناعية: إذا جعلنا الروابط غير متساوية، يمكن للشبكة معالجة البيانات بسرعات مختلفة، تمامًا كما يفعل الدماغ.
في المليمتر المكعب من دماغ الفأر يوجد حوالي 100 000 خلية عصبية وما يقرب من مليار مشبك عصبي — وهذا أكثر من عدد النجوم في مجرتنا في نفس الحجم.