زومیت - اخبار تکنولوژی

مطالعات اخیر درباره‌ی مدارهای عصبی که در شکل‌گیری و تثبیت حافظه نقش دارند، نشان می‌دهد که خاطرات انسان به طور هم‌زمان در هیپوکامپ و برای شکل‌گیری حافظه‌ی بلندمدت در کورتکس مغز ذخیره می‌شو‌د. خاطرات ما در حافظه‌ی بلند مدت دو هفته به صورت خاموش و غیرفعال باقی می‌ماند تا اینکه طی فرآیندی به طور کامل در ذهن ما تثبیت شود. یافته‌های جدید با نظریه‌ها و مبانی پذیرفته‌شده‌ای که قبلا درباره شکل‌گیری حافظه و تثبیت خاطرات ارائه شده است کاملا مغایرت دارد.

مطالعات پژوهشگران دانشگاه MITدرباره‌ی مدارهای عصبی که در فرآیند شکل‌گیری حافظه نقش دارند نشان می‌دهد که حافظه‌ی انسان در هیپوکامپ و در قسمتی از قشر مغز شکل گرفته و تثبیت می‌شود. تصویر زیر سلول‌های اینگرام حافظه (سلول‌های سبز و قرمز) را نشان می‌دهد. سلول‌های اینگرام در شکل‌گیری حافظه‌ی بلندمدت و ذخیره‌ی خاطرات در قسمتی از قشر مخ که Prefrontal cortexنامیده می‌شود نقش بسیار مهمی دارند.

وقتی ما یکی از دوستان خود را ملاقات می‌کنیم یا به مکانی می‌رویم، این تجربه به صورت حافظه‌ی کوتاه مدت در قسمتی از مغز به نام هیپوکامپ ذخیره می‌شود. سپس این خاطرات در ذهن ما تثبیت می‌شود؛ به عبارت دیگر این خاطرات به قسمت دیگری از مغز ما منتقل می‌شود تا به صورت حافظه‌ی بلند مدت در مغز ذخیره شود.

پروفسور سوسومو تونگاوا زیست‌شناس، عصب‌شناس و رئیس مرکز RIKEN-MIT از محققانی است که در زمینه‌ی حافظه و یادگیری مطالعات بسیاری داشته است. او درباره‌ی تحقیقات اخیر می‌گوید:

یافته‌های جدید یک مکانیسم بسیار گسترده‌ و پیچیده از مدارهای عصبی را در شکل‌گیری حافظه ارائه می‌کند.

نتایج این تحقیقات که ماه گذشته در مجله‌ی Scienceمنتشر شده است، به احتمال زیاد باعث خواهد شد که درباره‌ی مدل‌های علمی که قبلا در مورد شکل گیری و تثبیت حافظه ارائه شده، تجدیدنظر و بازنگری‌هایی صورت گیرد.

آغاز تحقیقات درباره‌ی حافظه‌ی بلندمدت به دهه‌ی ۱۹۵۰ برمی‌گردد. در این زمان بود که مطالعات روی مغز یک فرد بیمار آغاز شد؛ بیمار مورد بررسی هنری مولیسون نام داشت که دچار فراموشی شده بود. امروزه نام هنری مولیسوندر علم پزشکی بسیار شناخته شده و مشهور است و او را با عنوان «بیمار H.M»می‌شناسند. این فرد که از بیماری صرع رنج می‌برد در سال ۱۹۵۳ برای کنترل حملات صرع، تحت عمل جراحی قرار می‌گیرد اما هیپوکامپ مغز او در طی این عمل جراحی دچار آسیب می‌شود. هنری مولیسون بعد از این عمل جراحی حافظه خود را از دست می‌دهد و این بار فراموشی گریبان او را می‌گیرد؛ هیچ خاطره‌ی جدیدی در ذهن او ثبت نمی‌شود و اتفاقات جدیدی را که در زندگی‌اش رخ می‌دهد هرگز به خاطر نمی‌آورد. اگرچه برخی از خاطرات خود مربوط به زمان قبل از عمل جراحی را به یاد می‌آورد ولی حافظه‌ی کوتاه‌مدت او به کلی از بین رفته بود. مورد هنری مولیسون بدین جهت در علم پزشکی مهم است که به دانشمندان کمک کرد تا به نقش هیپوکامپ در شکل‌گیری حافظه‌ پی‌ببرند.

این بررسی‌ها نشان داد که حافظه‌ی ‌بلندمدت (خاطراتی که از رویدادها و اتفاقات خاص در ذهن ما نقش می‌بندد) در منطقه‌ای خارج از هیپوکامپ مغز ذخیره و ثبت می‌شود. دانشمندان معتقد هستند که این خاطرات در قسمتی از مغز که نئوکورتکسنامیده می‌شود، ذخیره و نگهداری می‌شود. این قسمت از مغز همچنین به عنوان مسئول فرآیند‌های شناختی، برنامه‌ریزی و تصمیم گیری نیز شناخته شده است.

دانشمندان عصب‌شناس برای توضیح اینکه چگونه خاطرات ما از حافظه‌ی کوتاه مدت به حافظه‌ی بلندمدت انتقال می‌یابد دو مدل اساسی و مهم را ارائه کرده‌اند. اولین مدل که به عنوان مدل استاندارد و پذیرفته‌شده شناخته می‌شود اینطور بیان می‌کند که حافظه‌ی کوتاه‌مدت ابتدا در هیپوکامپ مغز شکل گرفته و ذخیره شده و سپس به تدریج به حافظه‌ی بلندمدت در نئوکورتکس مغز منتقل می‌شود. زمانی که خاطرات ما از حافظه‌ی کوتاه‌مدت به حافظه‌ی بلندمدت منتقل می‌شوند، این خاطرات از هیپوکامپ مغز محو‌ می‌شوند. اما مدلی که اخیرا ارائه شده است Multiple Trace Model نامیده می‌شود. بر طبق این مدل، از حوادث و رخدادهای خاصی که در زندگی فرد اتفاق می‌افتد اثر و نشانه‌های ناچیزی از آن رخداد در هیپوکامپ باقی می‌ماند که ممکن است یک جز یا بخش کوچکی از آن رخداد مهم باشد اما طرح کلی آن رخداد در نئوکورتکس مغز ذخیره و نگهداری می‌شود.

تا سال‌های اخیر هیچ روش مناسبی وجود نداشته است که این نظریه‌های علمی را مورد آزمایش قرار دهد. اکثر مطالعاتی که در گذشته درباره‌ی حافظه‌ی انسان انجام شده‌اند، براین مبنا بوده که دانشمندان آسیب‌های وارد شده بر قسمت‌های خاصی از مغز و تاثیر این آسیب‌ها بر حافظه‌ی فرد را مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار می‌دادند. سال ۲۰۱۲ در آزمایشگاه پروفسور سوسومو تونگاوا با ابداع روشی خاص سلول‌های اینگرام شناسایی و نامگذاری شدند که در شکل‌‌گیری حافظه و به یاد آوردن خاطرات نقش بسیار مهمی دارند. این یافته‌های جدید به محققان این امکان را می‌دهد تا مدارهای عصبی را که در شکل‌گیری حافظه و به یاد‌ آوردن خاطرات نقش دارند، شناسایی کنند. دانشمندان همچنین می‌توانند به روش مصنوعی و با استفاده از تکنیک اپتوژنتیک حافظه‌ی فرد را به فعالیت وادار کنند. اپتوژنتیک یک تکنیک بیولوژیکی است که به دانشمندان کمک می‌کند فعالیت‌های سلول‌های عصبی را در بافت زنده با استفاده از نور، کنترل یا مانیتور کنند.

در مطالعات علمی اخیر محققان از این روش استفاده کردند تا سلول‌های حافظه در مغز موش را شناسایی کنند. در واقع دانشمندان سعی کردند با ایجاد یک الگوی رفتاری شرطی‌شده در موش‌ها، آزمایش‌های خود را انجام دهند؛ بدین ترتیب که با قراردادن موش‌ها در یک اتاقک مخصوص و دادن شوک الکتریکی خفیف باعث ایجاد ترس و وحشت در این موش‌ها شدند. سپس با استفاده از تکنیک اپتوژنتیک در زمان‌های مختلف به طور مصنوعی نورون‌های عصبی مربوط به حافظه را دوباره فعال کردند تا ببینند آیا این فعال‌سازی باعث می‌شود که موش مورد آزمایش همان عکس‌العمل رفتاری قبل را از خود نشان دهد یا خیر. به عبارت دیگر آیا موش از شدت ترس در جای خود میخکوب می‌شود یا نه. همچنین با استفاده از این تکنیک دانشمندان مشخص کردند زمانی که موش‌ها دوباره در اتاقک‌های مخصوص قرار داده شدند کدام سلول‌های عصبی فعال شدند تا اینکه موش‌ها به طور طبیعی خاطره‌ی شوک الکتریکی را به یاد بیاورند.

بر طبق آزمایش‌های انجام شده، محققان سلول‌های مسئول حافظه را در سه منطقهاز مغز شناسایی کردند. این سه منطقه شامل هیپوکامپ، قسمتی از قشر مخ ( پریفرانتال کورتکس) و قسمتی از مغز به نام آمیگدالمی‌شد. آمیگدال نقش مهمی در درک احساسات و فرآیند پاسخ به ترس‌ها دارد و حافظه‌ی هیجانی و احساسی در این قسمت از مغز ذخیره می‌شود.

درست روز بعد از انجام این آزمایش‌ها، دانشمندان متوجه شدند که حافظه‌ی موش‌ها از اتفاقات و رخدادها در سلول‌های اینگرام در هیپوکامپ و هم در قشر پریفرانتال مغز به طور هم‌زمان ذخیره می‌شود، اما سلول‌های اینگرام در قشر مخ غیرفعال باقی می‌مانند. زمانی که این سلول‌ها (سلول‌های اینگرام قشر مخ) به طور مصنوعی و با تحریک نوری به فعالیت وادار شوند، موجب عکس‌العمل رفتاری خاص (ترس و وحشت) در موش‌ها می‌شوند. اما طی فرآیند طبیعی وعادی یادآوری خاطرات، این سلول‌ها هیچ فعالیتی نداشتند. به این طریق دانشمندان دریافتند که اطلاعات مربوط به آن خاطرات و حوادث از ابتدا در قشر پریفرانتال مغز وجود دارد و طی ‌فرآیندی از هیپوکامپ به قشر مخ منتقل نمی‌شود. یافته‌های جدید با نظریه‌ای که قبلا درباره شکل‌گیری حافظه بیان شده بود کاملا مغایرت دارد. نظریه‌ی قبلی بیان می‌کرد که خاطرات به تدریج از هیپوکامپ به قشرمخ منتقل می‌شوند اما نتایج آزمایشات نشان می‌دهد که این خاطرات همزمان در قشر مخ نیز وجود دارند.

طی دوهفته‌ی بعد از آزمایش، سلول‌های غیرفعال در قشر پریفرانتال مغز تکامل پیدا می‌کنند که این تحول با تغییراتی که در آناتومی و فعالیت‌های فیزیولوژیکی آنها ایجاد می‌شود کاملا قابل مشاهده است. بنابراین وجود این سلول‌ها برای به یاد‌آوردن خاطرات کاملا ضروری است. در طی همین زمان (دو هفته) که سلول‌های قشر مخ تغییر می‌یابند، سلول‌های اینگرام در هیپوکامپ غیرفعال می‌شوند و در فرآیند به یاد‌آوردن خاطرات، دیگر موردنیاز نیستند. اگرچه بعد از گذشت دو هفته اثر ناچیزی از‌ آن خاطرات در هیپوکامپ باقی ‌می‌ماند؛ ولی در به یاد‌آوردن آن خاطره و اتفاق خاص، دیگر نقشی ندارند به همین دلیل است که رخدادهایی که در طی روز برای فرد اتفاق می افتد بعد از مدتی از حافظه‌ی کوتاه‌مدت محو می‌شود. در آزمایش انجام شده بر روی موش‌ها مشاهده می‌شود که به طور مصنوعی و با تحریک نوری، سلول‌های اینگرام هیپوکامپ دوباره به فعالیت وادار شده و باعث عکس‌العمل موش‌ها می‌شوند. بنابراین دانشمندان نتیجه‌گیری کردند که بعد از گذشت مدتی اگرچه آن خاطرات از حافظه کوتاه مدت محو می‌شود ولی اثر ناچیزی از آن در هیپوکامپ همچنان باقی می‌ماند.

اما در طی این بررسی‌ها در آمیگدال مغز چه اتفاقی می‌افتد؟ سلول‌های اینگرام در آمیگدال مغز در طی این آزمایش‌ها بدون تغییر باقی‌ می‌مانند. سلول‌های آمیگدال مغز که باعث یادآوری هیجانات و احساسات می‌شوند با سلول‌های اینگرام در هیپوکامپ و قشر پریفرانتال مغز ارتباط عصبی برقرار می‌کنند. بنابراین سلول‌های اینگرام در آمیگدال برای یادآوری هیجاناتی که با خاطرات و اتفاقات خاصی در زمان گذشته مرتبط هستند نقش بسیار مهمی دارند.

نتایج این آزمایش‌ها حاکی از این است که نظریه‌هایی که در گذشته درباره شکل‌گیری و تثبیت حافظه بیان شده است، ممکن است که صحیح نباشند؛ زیرا حافظه به طور هم‌زمان در هیپوکامپ و قشر پریفرانتال مغز شکل می‌گیرد. خاطرات به طور هم‌زمان در هیپوکامپ و قشر مغز ذخیره می‌شوند اما مسیر متفاوتی را طی می‌کنند. قشر پریفرانتال قوی‌تر می‌شود ولی هیپوکامپ ضعیف‌تر می‌شود.

با وجود یافته‌های جدید، مطالعات بیشتری برای مشخص کردن این که آیا بعد از گذشت مدتی حافظه به طور کلی از هیپوکامپ مغز محو می‌شود یا اینکه اثری جزئی و ناچیز از خاطرات در هیپوکامپ باقی می‌ماند نیاز خواهد بود. در زمان حال محققان می‌توانند سلول‌های اینگرام را فقط به مدت دو هفته مانیتور و بررسی کنند؛ اما در تلاش هستند که تکنولوژی و روش‌های تحقیقاتی خود را ارتقا دهند تا بتوانند برای مدت زمان طولانی‌تری سلول‌های اینگرام را مورد بررسی و مطالعه قرار دهند. برخی از دانشمندان معتقد هستند که اثری جزئی از خاطرات در هیپوکامپ به‌طور مبهم باقی‌ می‌ماند. برای مثال، جزئیاتی که در حافظه‌ی ما باقی‌ می‌ماند و گاهی اوقات در ذهن یادآوری می‌شود، این نظریه را قوت می‌بخشد. برای تشخیص دادن و بازشناختن دو اتفاق مشابه، سلول‌های اینگرام غیرفعال در هیپوکامپ احتمالا دوباره به فعالیت وادار می شوند تا فرد بتواند جزئیات آن رخداد را به خاطر بیاورد حتی اگر آن رخداد در گذشته اتفاق افتاده باشد.

محققان همچنین به دنبال تحقیقاتی برای پی بردن به چگونگی فرآیند تغییر و تکامل سلول‌های قشر پریفرانتال مغزهستند. بررسی‌هایی که تاکنون انجام شده نشان می‌دهد که ارتباط بین قشر پریفرانتال و هیپوکامپ بسیار مهم و حیاتی است؛ زیرا قطع شدن مدارهای عصبی که این دو بخش از مغز را به هم متصل می‌کنند مانع از این می‌شود که سلول‌های اینگرام قشر مغز به‌ درستی تکامل یابند.

مشاهده پست مشابه : افشاگری مدیرعامل تلگرام درباره امنیت واتس اپ!