اینکه مغز به محرکهای خارجی پاسخ دهد یا نه، بطور قابل توجهی به تعادل میان نواحی تحریک و مهار در قشر پری فرونتال (PFC) وابسته است. ارتباطات سیناپسی در ناحیه‌ی پیشین قشر مخ، مغز را قادر می‌سازند تا بمنظور واکنش به محرک توسط حرکت، تصمیم آگاهانه‌ای بگیرد. با این حال، وظیفه‌ی نواحی جداگانه در PFC و نحوه‌ی فعالیت آنها با هم در فرآیند تصمیم گیری، تاکنون ناشناخته بود. یک تیم بین المللی به رهبری استفانی هاردانگ از گروه تحقیقاتی پروفسور ایلکا دیستر، عضو مرکز Bernstein فرایبورگ، اکنون، وظیفه‌ی ۵ زیرناحیه از قشر پری فرونتال را در تصمیم گیری بمنظور حرکت، دریافته‌اند. نتایج آنها در نشریه‌ی Current Biology منتشر شد. این مطالعه، اهمیت خاصی در بررسی‌های آینده‌ی ناهنجاری‌های کنترل ایمپالس دارد.
استفانی هاردانگ می‌گوید: “ما ممکن است این نواحی از قشر پری فرونتال را با یک چراغ راهنمایی مقایسه کنیم؛ زیر ناحیه‌های مشخصی از PFC مسئول مهار هستند، درحالیکه دیگر نواحی، در ایجاد حرکت و تحریک دخیل هستند.”
در مطالعه آنها، محققان از یک چهارچوب بهره بردند؛ در این چهارچوب، آنها موشهایی ترانس ژنیک را بمنظور توقف فعالانه و واکنشی آموزش دادند. “توقف واکنشی به موقعیتی اشاره دارد که حیوان در واکنش به یک سیگنال خارجی، باز می‌ایستد. در مقابل، توقف فعالانه بخاطر اهداف درونی فاعل ایجاد می‌شود.”
در نحوه آزمایش مخصوص آنها، موشها آموزش داده شدند تا یک اهرم را فشرده و در صورت وجود، یک سیگنال بخصوص را متوقف کنند. سیگنال بعدی نشان داد موشها همانطور اهرم را فشار می‌دادند. با کمک گرفتن از اپتوژنتیک، تیم تحقیق قادر بود تا سلولهای مغزی تغییریافته ژنتیکی را با استفاده از نور، غیرفعال کند. دانشمندان بصورت سیستمیک، زیرناحیه‌های مشخصی از PFC را غیرفعال کردند؛ این تغییر بمنظور بررسی تاثیر این نواحی در فرآیند تصمیم گیری، ایجاد شد. بعلاوه، اپتوژنتیک، تیم را قادر ساخت تا نتایج را با زمانیکه تمامی نواحی دست نخورده بودند، مقایسه کند.
غیرفعال کردن نواحی مشخصی از PFC بطور قابل توجهی عملکرد حیوانات را تغییر داد: مهار نواحی واقع در قشر تحت لیمبیک (IL) یا قشر اوربیتوفرونتال (OFC)، مانع بروز توانایی موشها در واکنش به سیگنالهای خارجی شد. در مقابل، غیرفعال کردن قشر پری لیمبیک (PL)، یک واکنش زودرس را در اکثر موشها باعث شد. علاوه براین، محققان روشهای اندازه گیری الکتروفیزیولوژیک را بکار برده و مشاهده کردند که در زمان دست نخورده ماندن تمامی نواحی، فعالیت عصبی در PL، بطور قابل توجهی پیش از واکنشهای زودرس، کاهش یافت.
این دید از این نظریه پیروی می‌کند که قشر تخت لیمبیک و قشر پری لیمبیک، نقش متضاد قشر اوربیتوفرونتال را بازی می‌کند: زمانیکه IL و PL، رفتار فعالانه را در واکنش به سیگنالهای خارجی هدایت می‌کنند، OFC رفتار واکنشی را کنترل می‌کند.
هارتانگ اذعان دارد: “رویکردهای اپتوژنتیک در مقایسه با مداخلات جراحی یا دارویی، خطر کمتری دارند. آنها مارا قادر می‌سازند تا نواحی مختلف مغز را به سرعت و بطور قابل برگشت، غیرفعال کنیم؛ این غیرفعال کردن، تاثیری بر مدارهای ارتباطی ندارد. بدین ترتیب، مدل حیوانی ما می‌تواند بعنوان چهارچوب مطالعات اختلالات کنترل ایمپالس عمل کند.”
مقاله مرتبط: ابزار اپتوژنتیک جدید برای کنترل پیام رسانی عصبی توسط نور آبی
مقاله مرتبط: نور قرمز و کنترل پیام رسانی سلولی
