پژوهشگران دانشگاه شهر ناگویا ژاپن موفق به شناسایی سازوکاری عصبی شدهاند که میتواند توضیح دهد چرا برخی خاطرات در یک لحظه بهراحتی به ذهن میآیند، اما در لحظهای دیگر حتی با وجود باقی ماندن حافظه، به سختی قابل بازیابی هستند.
به گزارش اینترستینگ انجینیرینگ، تیمی به سرپرستی هیروشی نومورا، استاد موسسه علوم مغز دانشکده علوم پزشکی دانشگاه شهر ناگویا در مطالعهای جدید نشان دادهاند که نوسانات خودبهخودی و آهسته فعالیت نورونهای هیستامین در مغز، نقش مهمی در تعیین میزان دسترسی لحظهای به خاطرات ایفا میکنند.
نتایج این تحقیق نشان میدهد زمانی که فعالیت نورونهای هیستامین پیش از دریافت یک محرک یادآور خاطره در سطح بالایی قرار دارد احتمال بازیابی و بروز آن خاطره افزایش مییابد. در مقابل هنگامی که فعالیت این نورونها پایین است همان محرک تأثیر کمتری در فراخوانی حافظه خواهد داشت.
نورونهای هیستامین در بخشی از هیپوتالاموس به نام هسته توبرومامیلاری (Tuberomammillary Nucleus) قرار دارند و پیشتر عمدتا به دلیل نقششان در تنظیم بیداری و هوشیاری شناخته میشدند. این نورونها همچنین ارتباطات گستردهای با نواحی مهم مرتبط با حافظه از جمله قشر مخ هیپوکامپ و آمیگدال دارند. با این حال تاکنون مشخص نبود که فعالیت آنها در زمان بیداری چگونه بر دسترسی به خاطرات ذخیرهشده تاثیر میگذارد.
در این پژوهش محققان فعالیت نورونهای هیستامین را در مغز موشهای بیدار ثبت کردند. نتایج نشان داد فعالیت این نورونها بهطور طبیعی در بازههای زمانی چند ده ثانیهای افزایش و کاهش مییابد. این نوسانات آهسته با تغییراتی در فعالیت قشر مغز، اندازه مردمک چشم و حرکات صورت همراه بود که نشان میداد فعالیت هیستامین بخشی از یک وضعیت گستردهتر مغزی و فیزیولوژیک است.
برای بررسی ارتباط این فعالیت با حافظه پژوهشگران موشها را آموزش دادند تا میان یک صدای خاص و دریافت پاداش آب قند ارتباط برقرار کنند. پس از یادگیری حیوانات در پاسخ به شنیدن صدا زبان خود را برای دریافت پاداش حرکت میدادند که نشاندهنده شکلگیری حافظه پاداشمحور بود.
بررسیها نشان داد پیش از آزمایشهایی که موشها واکنش قویتری به صدا نشان میدادند فعالیت نورونهای هیستامین بیشتر از مواقعی بود که واکنش ضعیف یا بدون واکنش مشاهده میشد. این یافته حاکی از آن بود که نورونهای هیستامین پیش از ظاهر شدن محرک مغز را برای بازیابی خاطره آماده میکنند.
محققان برای فراتر رفتن از این همبستگی سامانهای بلادرنگ طراحی کردند که بهطور مداوم فعالیت نورونهای هیستامین را پایش میکرد و محرک صوتی را در شرایط فعالیت بالا یا پایین این نورونها ارائه میداد. نتایج نشان داد زمانی که صدا در وضعیت فعالیت بالای هیستامین پخش میشد، پاسخهای مبتنی بر حافظه حدود ۴۰ درصد بیشتر از زمانی بود که همان محرک در وضعیت فعالیت پایین ارائه میشد.
در مرحله بعد پژوهشگران با استفاده از فناوری اپتوژنتیک (Optogenetics) فعالیت نورونهای هیستامین را بهطور مستقیم دستکاری کردند. خاموش کردن این نورونها درست پیش از پخش صدا باعث کاهش واکنشهای مبتنی بر حافظه شد، در حالی که فعالسازی آنها این واکنشها را افزایش داد.
نکته مهم آن بود که این دستکاریها بر رفتار عمومی لیسیدن، واکنش به پاداش، پردازش صدا یا اندازه مردمک چشم تاثیری نداشتند. به گفته پژوهشگران این موضوع نشان میدهد اثرات مشاهدهشده ناشی از تغییرات کلی در هوشیاری، حرکت یا پردازش حسی نبوده است.
این مطالعه همچنین مکانیسمی را در پاییندست این مسیر عصبی شناسایی کرد. پژوهشگران با تصویربرداری کلسیمی از آمیگدال جانبی قاعدهای (Basolateral Amygdala) ناحیهای کلیدی در شکلگیری تداعیهای پاداشی دریافتند زمانی که موشها حافظه آموختهشده را بهخوبی بازیابی میکردند گروهی از نورونهای این ناحیه الگوی فعالیت مرتبط با آن خاطره را با دقت بیشتری بازتولید میکردند.
در مقابل زمانی که نورونهای هیستامین پیش از ارائه محرک مهار میشدند این الگوی عصبی مرتبط با حافظه ضعیفتر و ناپایدارتر میشد.
بر اساس این یافتهها پژوهشگران مدلی موسوم به حالت آمادهسازی (Priming-State Model) را پیشنهاد کردهاند. طبق این مدل نوسانات طبیعی فعالیت نورونهای هیستامین مدارهای حافظه را از قبل آماده میکنند و احتمال فعال شدن الگوهای عصبی مرتبط با خاطرات را در هنگام دریافت محرک افزایش یا کاهش میدهند.
هیروشی نومورا در این باره گفت: این پژوهش دیدگاه تازهای درباره بازیابی حافظه ارائه میدهد. به جای آنکه یادآوری خاطرات را صرفا خواندن اطلاعات ذخیرهشده بدانیم، نشان میدهیم که وضعیت درونی مغز تعیین میکند آیا یک ردپای حافظه در آن لحظه خاص قابل دسترسی خواهد بود یا خیر.
پژوهشگران تاکید میکنند که این آزمایش بر روی نوع خاصی از حافظه پاداشمحور در موشها انجام شده است و برای مشخص شدن نقش این سازوکار در سایر انواع حافظه از جمله حافظه ترس، حافظه فضایی و حافظه اجتماعی به تحقیقات بیشتری نیاز است.
به اعتقاد محققان این یافتهها میتواند چارچوب جدیدی برای مطالعه اختلالاتی فراهم کند که در آنها تواناییهای شناختی در طول زمان دچار نوسان میشود؛ از جمله فرایند سالمندی، زوال عقل و برخی بیماریهای عصبی که با اختلال در حافظه همراه هستند.
انتهای پیام/