عجیب اما واقعی؛ مغز همیشه برای ساختن خاطرات آماده نیست

پژوهشگران دانشگاه توبینگن آلمان در مطالعه‌ای جدید نشان داده‌اند که مغز انسان در تمام لحظات آمادگی یکسانی برای ثبت خاطرات ندارد و تنها در بازه‌های زمانی کوتاهی شرایط لازم برای تبدیل تجربه‌های گذرا به خاطرات ماندگار فراهم می‌شود. نتایج این تحقیق که در مجله Nature Communications منتشر شده نشان می‌دهد شکل‌گیری حافظه علاوه بر اتفاقات پیرامون به وضعیت مغز در همان لحظه نیز وابسته است.

به گزارش گروه ترجمه خبرگزاری برنا به نقل از ساینس دیلی، این پژوهش به سرپرستی آندره‌آ بورگالوسی از موسسه نوروبیولوژی و مرکز علوم اعصاب یکپارچه ورنر رایشارت (CIN) انجام شده است. محققان در این مطالعه عملکرد هیپوکامپ بخشی از مغز که نقش کلیدی در شکل‌گیری حافظه رویدادی و خاطرات مربوط به مکان‌ها و اتفاقات دارد را بررسی کردند.

در هیپوکامپ انسان و موش سلول‌هایی موسوم به سلول‌های مکانی (Place Cells) وجود دارند که هنگام قرار گرفتن فرد یا حیوان در موقعیت‌های مشخص فعال می‌شوند و نقشه‌ای درونی از محیط پیرامون ایجاد می‌کنند. پژوهشگران با بررسی فعالیت این سلول‌ها در موش‌های آزمایشگاهی دریافتند که الگوی فعالیت آنها با تغییرات طبیعی سطح هوشیاری مغز دستخوش تغییر می‌شود.

ادواردو بلانکو هرناندز یکی از نویسندگان اصلی این پژوهش، توضیح داد: در شرایط آزمایشگاهی می‌توان موش‌ها را در محیط‌های مختلف قرار داد و مشاهده کرد که چگونه گروه‌های متفاوتی از سلول‌های مکانی فعال می‌شوند. مشاهده این فعالیت‌ها مانند تماشای شکل‌گیری یا بازیابی خاطرات در زمان واقعی است.

ارتباط هوشیاری با آمادگی مغز برای یادگیری

در جریان این آزمایش‌ها پژوهشگران علاوه بر ثبت فعالیت نورون‌ها میزان هوشیاری موش‌ها را نیز اندازه‌گیری کردند. آنها دریافتند که مغز حتی در حالت استراحت نیز پیوسته بین سطوح مختلف برانگیختگی یا هوشیاری جابه‌جا می‌شود و همین تغییرات، نحوه پردازش اطلاعات را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

به گفته نیکولا سارتوراتو از پژوهشگران این مطالعه، اندازه مردمک چشم شاخص مناسبی برای سنجش وضعیت درونی مغز است. او گفت: هر زمان که هوشیارتر یا متمرکزتر می‌شویم، مردمک چشم گشاد می‌شود و همین پدیده در موش‌ها نیز مشاهده می‌شود.

نتایج نشان داد با افزایش سطح هوشیاری گروه مشخصی از سلول‌های مکانی فعالیت بیشتری پیدا می‌کنند. نکته قابل توجه این بود که این تغییرات حتی زمانی که موش‌ها هیچ حرکتی نداشتند نیز رخ می‌داد، موضوعی که نشان می‌دهد عامل اصلی این تغییرات، وضعیت درونی مغز است و نه تغییر مکان یا رفتار حیوان.

ریتم‌های مغزی زمان مناسب برای ثبت خاطرات را مشخص می‌کنند

پژوهشگران همچنین دریافتند که تغییرات سطح هوشیاری با نوسانات موسوم به امواج تتا (Theta Oscillations) نیز هم‌زمان است. این امواج عصبی که با یادگیری، جهت‌یابی و رمزگذاری حافظه ارتباط دارندهنگام افزایش هوشیاری تقویت می‌شوند و نشان می‌دهند هیپوکامپ به‌طور مداوم بین حالت‌های مختلف آمادگی برای یادگیری جابه‌جا می‌شود.

به باور محققان این بازه‌های کوتاه، دوره‌هایی از انعطاف‌پذیری عصبی (Plasticity) هستند. این وضعیت در آن ارتباط میان نورون‌ها راحت‌تر تقویت، تضعیف یا بازآرایی می‌شود و در نتیجه تجربه‌های جدید می‌توانند به خاطرات پایدار تبدیل شوند.

بورگالوسی در این‌باره گفت: انعطاف‌پذیری عصبی برای حافظه ضروری است، زیرا فرآیندی است که از طریق آن مغز تجربه‌ها را به‌صورت فیزیکی ذخیره می‌کند.

او افزود این موضوع به‌ویژه درباره حافظه رویدادی اهمیت زیادی دارد، زیرا بسیاری از اتفاقات زندگی تنها یک بار رخ می‌دهند و فرصتی برای تکرار یا تمرین آنها وجود ندارد بنابراین مغز باید بتواند آنها را در همان لحظه ثبت و ذخیره کند.

ایجاد سلول‌های جدید حافظه

برای بررسی دقیق‌تر این فرضیه پژوهشگران در دوره‌هایی که سطح هوشیاری موش‌ها افزایش یافته بود، نورون‌های مرتبط با حافظه را به‌صورت هدفمند تحریک کردند. نتایج نشان داد نورون‌هایی که پیش از آن نسبت به مکان خاصی واکنشی نداشتند، پس از تحریک به سلول‌های مکانی جدید تبدیل شدند و فعالیت وابسته به موقعیت از خود نشان دادند.

این یافته نشان می‌دهد حتی تحریک محدود نورون‌ها اگر در زمان مناسب و هم‌زمان با افزایش آمادگی مغز انجام شود می‌تواند سلول‌های جدیدی را وارد شبکه حافظه هیپوکامپ کند.

به گفته پژوهشگران نتایج این مطالعه تصویری تازه از فرآیند شکل‌گیری حافظه ارائه می‌کند. بر اساس این یافته‌ها هیپوکامپ در تمام لحظات آمادگی یکسانی برای ذخیره اطلاعات ندارد بلکه به‌طور متناوب وارد دوره‌های کوتاهی می‌شود که در آن مدار‌های عصبی آن انعطاف‌پذیرتر و آماده‌تر برای ثبت تجربه‌های جدید هستند.

بورگالوسی در پایان تاکید کرد: هیجان‌انگیزترین بخش این پژوهش آن است که اکنون می‌توانیم با تمرکز بر لحظاتی که مغز به‌طور طبیعی انعطاف‌پذیرتر است فرآیند‌های شکل‌گیری حافظه را به‌صورت کنترل‌شده مطالعه کنیم.

محققان معتقدند این یافته‌ها می‌تواند درک دانشمندان از سازوکار حافظه را عمیق‌تر کرده و در آینده راه را برای توسعه روش‌های نوین تقویت یادگیری، بهبود اختلالات حافظه و درمان بیماری‌های مرتبط با عملکرد مغز هموار کند.

انتهای پیام/