ماده سفید: بخشی از دستگاه عصبی که بیشتر از رشته‌های عصبی پوشیده از میلین تشکیل شده است.

ماده سفید: بزرگراه اطلاعاتی مغز

ماده سفید چیست و از چه ساخته شده است؟

برای درک ماده سفید، ابتدا باید با سلول‌های اصلی سیستم عصبی، یعنی نورون‌ها³ آشنا شویم. هر نورون مانند یک درخت کوچک است: دارای بدنه‌ی سلولی (ریشه و تنه)، دنباله‌های کوتاه دریافت‌کننده پیام به نام دندریت⁴ (شاخه‌ها) و یک دنباله‌ی بلند فرستنده پیام به نام آکسون⁵ (تنه‌ی بلند) است. آکسون‌ها همان رشته‌های عصبی هستند که مسیرهای ارتباطی سیستم عصبی را می‌سازند.

ماده سفید عمدتاً از دسته‌های بزرگی از این آکسون‌ها تشکیل شده است. نکته‌ی جالب و کلیدی، وجود یک غلاف محافظ دور این آکسون‌هاست. این غلاف از جنس چربی و پروتئین است و میلین نام دارد. میلین مانند عایق پلاستیکی دور سیم‌های برق است. حالا تصور کنید مغز شما یک شهر بزرگ است:

• نورون‌ها (بدنه‌ی سلولی) مانند خانه‌ها و ساختمان‌ها (محل تصمیم‌گیری و پردازش) هستند که عمدتاً در ماده خاکستری⁶ قرار دارند.
• آکسون‌های میلین دار (ماده سفید) مانند بزرگراه‌ها، آزادراه‌ها و خطوط فیبر نوری هستند که این ساختمان‌ها را به هم متصل می‌کنند و اطلاعات را با سرعت بالا جابه‌جا می‌کنند.

غلاف میلین: چگونه سرعت پیام را زیاد می‌کند؟

پیام عصبی در واقع یک سیگنال الکتریکی است که در طول آکسون حرکت می‌کند. حالا اگر آکسون لخت و بدون میلین باشد، این سیگنال به آرامی و با اتلاف انرژی حرکت می‌کند، مثل حرکت یک نفر در یک خیابان شلوغ و پر از مانع.

غلاف میلین به طور منظم در طول آکسون قرار گرفته و بین بخش‌های میلین، فواصل کوچکی به نام گره رانویه⁷ وجود دارد. در آکسون‌های میلین‌دار، سیگنال الکتریکی مجبور است از یک گره به گره بعدی بپرد. این پرش باعث می‌شود سرعت انتقال پیام به شدت افزایش یابد. این روش انتقال را هدایت پرشی⁸ می‌نامند.

این افزایش سرعت برای عملکردهای سریع و حیاتی بدن مانند حفظ تعادل، فرار از خطر، یا بازی کردن یک قطعه‌ی سریع پیانو کاملاً ضروری است.

ماده سفید در عمل: از نواختن گیتار تا یادگیری ریاضی

حالا بیایید ببینیم این بزرگراه‌های اطلاعاتی در زندگی روزمره‌ی ما چه نقشی دارند.

مثال ۱: یادگیری یک مهارت جدید (مثل نواختن گیتار)
وقتی برای اولین بار می‌خواهید آکورد ساده‌ای را روی گیتار بزنید، مغز شما به کندی عمل می‌کند. شما باید به انگشتان‌تان نگاه کنید، جای هر انگشت را پیدا کنید و با دقت فشار دهید. با تمرین مکرر، ارتباطات بین نورون‌های مربوط به بینایی، حس لامسه در نوک انگشتان و حرکات دست شما تقویت می‌شود. بخش مهمی از این تقویت، افزایش ضخامت میلین دور آکسون‌های درگیر است. این کار مانند اضافه کردن خطوط بیشتر به بزرگراه یا عایق‌بندی بهتر سیم‌هاست. پس از مدتی، شما می‌توانید همان آکورد را بدون نگاه کردن و با سرعت و دقت بالا بزنید. این یعنی ماده سفید شما به‌خوبی برای این کار بهینه‌سازی شده است.

مثال ۲: هماهنگی در ورزش (مثل دریبل زدن در بسکتبال)
در حین دریبل، مغز شما باید اطلاعات پیچیده‌ای را پردازش کند: موقعیت توپ، موقعیت بازیکنان حریف، سرعت حرکت خودتان و تصمیم برای قدم بعدی. ماده سفید، با اتصال سریع ناحیه‌ای از مغز که حرکت را برنامه‌ریزی می‌کند (لوب پیشانی) به ناحیه‌ای که حرکات را اجرا می‌کند (مخچه و نخاع)، این هماهنگی حیرت‌آور را ممکن می‌سازد.

مثال ۳: حل یک مسئله‌ی پیچیده‌ی ریاضی
حل مسئله فقط فعال‌سازی یک نقطه از مغز نیست. شما باید صورت مسئله را بخوانید (مناطق بینایی و زبانی)، مفاهیم و فرمول‌ها را از حافظه بازیابی کنید (مناطق حافظه)، مراحل حل را برنامه‌ریزی کنید (لوب پیشانی) و شاید حتی یک نمودار بکشید (مناطق حرکتی و فضایی). ماده سفید مانند یک شبکه‌ی ارتباطی فوق‌سریع، این مناطق پراکنده را به هم متصل می‌کند تا شما بتوانید به طور یکپارچه فکر کنید.

اگر ماده سفید آسیب ببیند چه می‌شود؟

از آنجایی که ماده سفید مسؤول ارتباطات است، آسیب به آن مانند مختل شدن خطوط تلفن یا اینترنت یک شهر است. ساختمان‌ها (ماده خاکستری) سالم هستند، اما نمی‌توانند با هم صحبت کنند. یکی از شناخته‌شده‌ترین بیماری‌های مربوط به آسیب میلین، ام‌اس⁹ (مولتیپل اسکلروزیس) است. در این بیماری، سیستم ایمنی بدن به اشتباه به غلاف میلین حمله می‌کند و آن را تخریب می‌کند. بسته به محل آسیب، علائم می‌تواند بسیار متنوع باشد:

• ضعف یا بی‌حسی در دست و پا (قطع ارتباط مغز با عضلات).
• مشکلات بینایی (قطع ارتباط عصب چشم با مغز).
• خستگی مفرط (مغز برای ارسال هر پیام باید انرژی بسیار بیشتری صرف کند).
• مشکلات در تعادل و هماهنگی (اختلال در ارتباط مخچه با بقیه مغز).

این مثال به خوبی نشان می‌دهد که سلامت ماده سفید چقدر برای یکپارچگی عملکرد سیستم عصبی حیاتی است.

سوالات متداول و باورهای نادرست

پاورقی و واژه‌نامه

¹ماده سفید (White Matter): بافتی در سیستم عصبی مرکزی متشکل از دسته‌های آکسون میلین‌دار که نقش انتقال پیام را بر عهده دارند.
²میلین (Myelin): غلاف چربی-پروتئینی که دور آکسون برخی نورون‌ها را می‌پوشاند و سرعت هدایت پیام عصبی را افزایش می‌دهد.
³نورون (Neuron): سلول واحد و اصلی تشکیل‌دهنده سیستم عصبی که قادر به دریافت، پردازش و ارسال پیام‌های عصبی است.
⁴دندریت (Dendrite): زائده‌های کوتاه و منشعب نورون که پیام‌های ورودی از نورون‌های دیگر را دریافت می‌کنند.
⁵آکسون (Axon): زائده‌ی بلند و معمولاً منفرد نورون که پیام عصبی را از بدنه سلولی به سمت نورون‌ها یا سلول‌های بعدی هدایت می‌کند.
⁶ماده خاکستری (Grey Matter): بخشی از سیستم عصبی مرکزی که عمدتاً حاوی بدنه‌های سلولی نورون‌ها و دندریت‌هاست و مرکز پردازش اطلاعات است.
⁷گره رانویه (Node of Ranvier): فواصل کوچک و عاری از میلین در طول آکسون‌های میلین‌دار که امکان هدایت پرشی پیام عصبی را فراهم می‌کنند.
⁸هدایت پرشی (Saltatory Conduction): روش انتقال پیام عصبی در آکسون‌های میلین‌دار که در آن سیگنال از یک گره رانویه به گره بعدی می‌پرد و سرعت انتقال را بسیار افزایش می‌دهد.
⁹ام‌اس (MS) یا مولتیپل اسکلروزیس (Multiple Sclerosis): یک بیماری خودایمنی که در آن سیستم ایمنی بدن به غلاف میلین در سیستم عصبی مرکزی حمله کرده و آن را تخریب می‌کند.