How spontaneous brain activity keeps you alive - Nathan S. Jacobs

كيف تبقيك الأنشطة التلقائية لدماغك على قيد الحياة؟ - ناثان س. جاكوبس

المترجم: Rowis Mahfouz المدقّق: Abd Al-Rahman Al-Azhurry

You probably don't need to be told how important your brain is.

غالباً لست بحاجةٍ إلى من يخبرك بأهمية دماغك.

After all, every single thing you experience,

فكل شيءٍ يواجهك

your thoughts and your actions,

أفكارك وأفعالك

your perceptions and your memories

تنبؤاتك وذكرياتك

are processed here in your body's control center.

يتم معالجتها جميعًا داخل مركز التحكم بجسمك.

But if this already seems like a lot for a single organ to handle,

لكن إن بدا لك هذا وكأنه عملٌ كثيرٌ بالنسبة لجهازٍ واحد،

it's actually only a small part of what the brain does.

فهو في الحقيقة مجرد جزءٍ صغيرٍ مما يقوم به الدماغ.

Most of its activities are ones you'd never be aware of,

معظم الأنشطة التي يقوم بها هي تلك التي لا تعلم عنها شيئاً،

unless they suddenly stopped.

إلا في حالة توقفها المفاجئ.

The brain is made up of billions of neurons,

يتكون الدماغ من مليارات الخلايا العصبية،

and trillions of connections.

وترليونات الوصلات العصبية.

Neurons can be activated by specific stimuli or thoughts,

يمكن تفعيل الخلايا العصبية من خلال محفزاتٍ أو أفكارٍ محددة،

but they are also often spontaneously active.

ولكنها أيضاً غالباً ما تنشط بشكل تلقائي.

Some fire cyclically in a set pattern.

فبعضها ينشط دوريًا بشكلٍ نمطي،

Others fire rapidly in short bursts before switching off,

وبعضها الآخر ينشط سريعًا على شكل دفعاتٍ قصيرةٍ قبل أن ينطفئ،

or remain quiet for long periods

أو تظلُّ خاملةً لمدةٍ طويلة

until thousands of inputs from other neurons line up in just the right way.

حتى يتم إدخال آلاف المدخلات من الخلايا العصبية الأخرى، فتنطلق فورًا.

بشكلٍ عام،

On a large scale,

this results in elaborate rhythms of internally generated brain activity,

ينتج عن ذلك الأنشطة العقلية المعقدة التي تتولد داخل الدماغ،

humming quietly in the background

التي تتم بهدوء وبشكل مستتر

whether we're awake, asleep,

سواء كنت مستيقظًا أو نائمًا،

or trying not to think about anything at all.

أو حتى محاولًا عدم التفكير في أي شيء.

And these spontaneously occurring brain functions

وهذه العمليات التلقائية الدماغية

form the foundation upon which all other brain functions rely.

تُشكل الأساس الذي تعتمد عليه جميع الوظائف الدماغية الأخرى.

The most crucial of these automatically occurring activities

أكثر هذه الأنشطة التلقائية أهمية

are the ones that keep us alive.

هي الني تُبقينا على قيد الحياة.

For example, while you've been paying attention to this video

على سبيل المثال، أثناء انتباهك لهذا الفيديو

spontaneous activity in your brain has been maintaining your breathing

تقوم الأنشطة التقائية بدماغك بتنظيم عملية تَنفُّسك

at 12 to 16 breaths a minute, making sure that you don't suffocate.

من 12 إلى 16 نَفس في الدقيقة، حتى لا تختنق.

Without any conscious effort,

فبدون أي جهدٍ واعٍ،

signals from parts of your brainstem are sent through the spinal cord

تقوم أجزاء من دماغك بإرسال إشارات عبر الحبل الشوكي

to the muscles that inflate your lungs,

إلى العضلات التي تنفُخ رئتيك،

making them expand and contract, whether or not you're paying attention.

لتعجلها تنقبض وتنسبط، سواء كنت منتهبًا أم لا.

The neuronal circuits underlying such rhythmic spontaneous activity

تلك الدوائر العصبية المسؤولة عن إيقاع هذه الأنشطة التلقائية

are called central pattern generators,

تُسمَّى "مولدات الأنماط المركزية"

and control many simple repetitive behaviors,

وهي تتحكم في العديد من السلوكيات البسيطة المتكررة،

like breathing,

كالتَنفُّس،

walking,

والمشي،

والابتلاع.

and swallowing.

Ongoing neural activity also underlies our sensory perception.

هذه الأنشطة العصبية المستمرة مسؤولةٌ أيضًا عن إدراكنا الحسّي.

It may seem

قد يبدو أن الخلايا العصبية التي تترجم الضوء إلى إشارات عصبية في شبكية العين

that the neurons in your retina that translate light into neural signals

would remain quiet in the dark,

ستكون خاملةً في الظلام،

but in fact,

لكن في الحقيقة،

the retinal ganglion cells that communicate with the brain

تلك "العصبونات الشبكية" المتصلة بالدماغ

are always active.

تكون دائماً نشطة.

And the signals they send are increases and decreases in the rate of activity,

وهذه الإشارات التي ترسلها تزيد أو تنقص حسب معدل النشاط،

rather than separate bursts.

بدلًا من أن تكون على هيئة دفعاتٍ منفصلة.

So at every level, our nervous system is teeming with spontaneous activity

لذا، ففي كل المستويات، يعجُّ نظامنا العصبي بالأنشطة التلقائية

that helps it interpret and respond to any signals it might receive.

التي تساعده على التفسير والاستجابة لأي إشاراتٍ قد يستقبلها.

And our brain's autopilot isn't just limited to our basic biological functions.

ولا يقتصر عمل "الطيار الآلي" لدماغنا على العمليات البيولوجية الأساسية.

Have you ever been on the way home,

هل سبق لك أن كنت في طريقك للمنزل،

started thinking about what's for dinner,

وبدأت تفكر في ما ستأكله على العشاء،

and then realized you don't remember walking for the past five minutes?

ثم أدركت أنك لا تذكر مشيك في الخمس دقائق الأخيرة؟

While we don't understand all the details,

في حين أننا لا نفهم جميع التفاصيل،

we do know that the ongoing activity in multiple parts of your brain

فنحن نعرف أن الأنشطة المستمرة في أجزاءٍ متعددةٍ من دماغك

is somehow able to coordinate what is actually a complex task

قادرةٌ بطريقةٍ ما على تنسيق مهامٍّ معقدةٍ

involving both cognitive and motor functions,

تشتمل على عملياتٍ حركيةٍ ومعرفيةٍ معًا،

guiding you down the right path and moving your legs

فترشدك للطريق الصحيح وتحرك رجليك

while you're getting dinner figured out.

بينما تفكر في ما ستأكله على العشاء.

But perhaps the most interesting thing about spontaneous brain function

لكن لعلَّ أكثر الأشياء إثارةً في ما يتعلق بالعمليات التلقائية للدماغ

is its involvement in one of the most mysterious

هي علاقتها بواحدةٍ من أكثر الظواهر الغامضة

and poorly understood phenomena of our bodies: sleep.

وغير المفهومة لأجسامنا: "النوم".

You may shut down and become inactive at night,

قد تنام وتصبح غير نشطٍ في الليل،

but your brain doesn't.

لكن دماغك لا يصبح كذلك.

While you sleep,

أثناء نومك،

ongoing spontaneous activity gradually becomes more and more synchronized,

تصبح الأنشطة التلقائية المستمرة تدريجيًا أكثر تزامنًا،

eventually developing into large, rhythmic neural oscillations

وفي النهاية تتحول إلى إيقاعٍ كبيرٍ من الذبذبات العصبية

that envelop your brain.

التي تغلِّف دماغك.

This transition to the more organized rhythms of sleep

هذا التحول إلى الإيقاع الأكثر انتظاماً للنوم،

starts with small clusters of neurons tucked in the hypothalamus.

ينطلق من مجموعةٍ صغيرةٍ من الخلايا العصبية التي تقع تحت "المِهاد".

Despite their small number,

وعلى الرغم من قلة عددها،

these neurons have a huge effect

إلا أن لها تأثيرٌ كبيرٌ

in turning off brainstem regions that normally keep you awake and alert,

في إطفاء الجذع الدماغي والذي عادةً ما يجعلك مستيقظًا ومتنبهًا،

letting other parts, like the cortex and thalamus,

فتسمح للأجزاء الأخرى، كالقشرة الدماغية والمِهاد،

slowly slip into their own default rhythms.

أن ينسابوا ببطئٍ إلى إيقاعاتهم الخاصة.

The deeper we fall into sleep,

فكلما تعمقنا في النوم،

the slower and more synchronized this rhythm becomes,

كلما أصبح هذا الإيقاع أكثر بطئًا وتزامنًا،

with the deepest stages dominated by large amplitude, low frequency delta waves.

حيث تهيمن موجات دلتا ذات التردد المنخفض والمدى الواسع على أعمق مرحلة.

But surprisingly, in the middle of this slow wave sleep,

لكن من المدهش، أنه في وسط "موجات النوم البطيء" هذه،

the brain's synchronized spontaneous activity

تتحول الأنشطة التلقائية المتزامنة للدماغ

repeatedly transitions into the sort of varied bursts

بشكل متكرر إلى ما يشبه "دفعاتٍ متعددة"

that occur when we're wide awake.

والتي تحدث عندما نكون مستيقظين.

This is the sleep stage known as REM sleep,

وتعرف هذه المرحلة من النوم باسم "مرحلة حركة العين السريعة"،

where our eyes move rapidly back and forth as we dream.

حيث تتحرك أعيننا بسرعة عندما نحلم.

Neuroscientists are still trying to answer many fundamental questions about sleep,

مازال علماء الأعصاب يحاولون الإجابة على العديد من الأسئلة الجوهرية عن النوم،

such as its role in rejuvenating cognitive capacity,

كالدور الذي يلعبه في زيادة الكفاءة المعرفية،

cellular homeostasis,

والاستتباب،

and strengthening memory.

وتقوية الذاكرة.

And more broadly, they are exploring

وعلى نطاقٍ واسع، يحاولون اكتشاف

how it is that brain can accomplish such important and complex tasks,

كيفية قيام الدماغ بإنجاز المهام الهامة والمعقدة،

such as driving, or even breathing, without our awareness.

كالقيادة، أو حتى التنفُّس، دون إدراكنا.

But for now, until we are better able

ولكن الآن، وإلى أن نمتلك فهمًا أفضل

to understand the inner workings of their spontaneous functioning,

لطريقة عمل العمليات التلقائية،

فيجب أن نعطي لأدمغتنا مديحاً

we need to give our brains credit for being much smarter

لكونها أذكى مما نحن عليه.

than we ourselves are.