مغز مسیرهای آشنا را هر بار از نو می‌سازد

مطالعه‌ای تازه فاش می‌کند که حتی در مسیر‌های کاملاً تکراری مغز نقشه‌های فضایی را با نورون‌های متفاوت بازسازی می‌کند؛ یعنی هیچ‌وقت دقیقاً همان خاطره را دوباره تجربه نمی‌کنید.

کد خبر: ۱۳۱۹۱۴۴

تاریخ: ۰۴ مرداد ۱۴۰۴ - ۰۲:۰۰

نتایج پژوهش تازه دانشمندان دانشگاه نورث‌وسترن نشان می‌دهد که نقشه ذهنی مغز در هر بار پیمایش یک مسیر ثابت به شکل متفاوتی بازنویسی می‌شود

به گزارش تابناک به نقل از برنا؛ پژوهشگران دانشگاه نورث‌وسترن آمریکا در مطالعه‌ای جدید دریافتند که حتی زمانی که یک موجود زنده – در این مورد موش‌ها – دقیقاً از یک مسیر ثابت و کنترل‌شده عبور می‌کند، الگوی فعال‌سازی نورون‌های هیپوکامپ (ناحیه‌ای در مغز که مسئول حافظه فضایی است) در هر بار تکرار تغییر می‌کند.

این یافته شگفت‌انگیز حاکی از آن است که حافظه‌های فضایی در مغز، برخلاف تصور رایج، ایستا و ثابت نیستند، بلکه پویایی دارند و به‌مرور زمان تکامل می‌یابند. این تغییرپذیری در الگو‌های نورونی می‌تواند راهی برای کدگذاری گذر زمان نیز باشد.

این تحقیق دیدگاه‌های جدیدی درباره نحوه کارکرد حافظه، فرایند یادگیری و نقش پیری در این میان ارائه می‌دهد.

نقشه‌برداری مغزی حتی در محیط‌های بدون تغییر

دانیل دامبک، نویسنده ارشد این مقاله و استاد نوروبیولوژی در دانشکده علوم و هنر واینبرگ دانشگاه نورث‌وسترن، در این‌باره گفت: مطالعه ما تأیید می‌کند که حافظه‌های فضایی در مغز پایدار و ثابت نیستند. نمی‌توان گفت که یک خاطره خاص فقط در یک گروه از نورون‌ها ذخیره شده است، بلکه به‌نظر می‌رسد که حافظه‌ها بین نورون‌ها منتقل می‌شوند و حتی تجربه‌ای کاملاً مشابه، هر بار نورون‌های متفاوتی را درگیر می‌کند.

دامبک و تیمش برای پاسخ به این پرسش که آیا واقعاً نورون‌های متفاوت مسئول رمزگذاری تجربیات مشابه هستند یا نه، آزمایشی با کنترل کامل عوامل محیطی طراحی کردند. آنها با بهره‌گیری از سیستم واقعیت مجازی چندحسی (که پیش‌تر در همین آزمایشگاه توسعه یافته بود)، شرایطی ایجاد کردند که در آن موش‌ها در یک مسیر مجازی کاملاً ثابت، با ورودی‌های حسی یکسان و قابل تکرار قرار گرفتند.

از جمله اقدامات انجام‌شده برای حذف متغیر‌های ناخواسته می‌توان به کنترل سرعت دویدن با تردمیل، استفاده از نشانه‌های بصری یکسان و قراردادن مخروط‌های بو روی بینی موش‌ها برای کنترل بوی محیط اشاره کرد.

با وجود این همه کنترل دقیق، داده‌ها نشان دادند که نورون‌های مسئول نقشه‌برداری فضایی همچنان «دچار رانش» (neural drift) می‌شوند و در هر بار عبور از مسیر، الگوی جدیدی از فعال‌سازی نورونی ظاهر می‌شود. به عبارت دیگر، حتی در شرایط کاملاً مشابه، مغز الگوی حافظه فضایی خود را بازنویسی می‌کند.

دامبک افزود: صادقانه بگویم، انتظار نتیجه‌ای معکوس را داشتیم. تصور می‌کردیم مغز در مواجهه با یک فضای تکراری، همان الگوی حافظه را بازنشانی کند. اما داده‌ها خلاف این را نشان دادند: در هر بار تکرار، گروهی اندکی متفاوت از نورون‌ها فعال می‌شوند.

نقش هیجان‌پذیری نورون‌ها و تأثیر پیری

در جریان این پژوهش، محققان به نکته مهم دیگری نیز پی بردند: نورون‌هایی که تحریک‌پذیری بالاتری دارند، نسبت به سایر نورون‌ها الگو‌های حافظه‌ای پایدارتری از خود نشان می‌دهند. اما میزان این تحریک‌پذیری با افزایش سن کاهش می‌یابد.

دامبک در این زمینه توضیح داد: برخی نورون‌ها بهتر از دیگران می‌توانند حافظه اولیه را حفظ کنند. آن دسته از نورون‌هایی که تحریک‌پذیرتر هستند و آسان‌تر فعال می‌شوند، عملکرد بهتری در حفظ حافظه دارند. در مقابل، نورون‌هایی که ضعیف‌تر عمل می‌کنند، تمایل به تغییر و جابه‌جایی در الگوی حافظه دارند.

این یافته می‌تواند به درک بهتر نقش پیری در تضعیف قدرت حافظه و یادگیری کمک کند، چرا که با افزایش سن، فعالیت نورون‌های مؤثر در تثبیت حافظه کاهش می‌یابد.

حافظه و زمان؛ شاید مسئله اصلی همین باشد

اما چرا نورون‌های فعال‌شده در شرایط یکسان، هر بار تغییر می‌کنند؟ دامبک پاسخ این پرسش را به عامل «زمان» نسبت می‌دهد.

او گفت: حتی اگر دو تجربه به‌طور کامل یکسان باشند، باز هم در دو زمان متفاوت رخ می‌دهند. مغز ممکن است با ایجاد تفاوت‌های کوچک در الگوی حافظه، این تفاوت زمانی را بازنمایی کند. به این ترتیب، ما می‌توانیم دو بار پیاده‌روی مشابه را به‌صورت دو خاطره‌ی متمایز به خاطر بیاوریم. شاید این راه مغز برای کدگذاری گذر زمان و تفکیک خاطرات مشابه باشد.

این مطالعه نه تنها دیدگاه ما را درباره نحوه رمزگذاری حافظه‌های فضایی در مغز تغییر می‌دهد، بلکه می‌تواند بر حوزه‌هایی مانند شناخت بیماری‌های مرتبط با حافظه، طراحی درمان‌های مرتبط با پیری و درک بهتر سازوکار یادگیری نیز تأثیر بگذارد.