یک مطالعه جدید نشان داد که بر خلاف باور موجود یادگیری تطبیقی و یادآوری در اندامها در نخاع اتفاق میافتد نه در مغز.
به گزارش تکناک، تصور بر این بود که نخاع صرفا به عنوان یک نقطه اتصال بین مغز و بدن عمل میکند. برای مثال قشر حرکتی در مغز دستورات حرکتی را به ماهیچهها میفرستد. البته این مسئله صرفا درست نیست.
مرکز تحقیقاتی RIKEN در ژاپن به تازگی مدار عصبی در نخاع که مستقل از مغز عمل میکند را مورد بررسی قرار داده است. از قبل، دانشمندان میدانستند که بدون مغز، پاها میتوانند مانند جوجههایی که حتی با سرهای بریده میدوند، عمل کند. بهطرز عجیبی، حتی میتوان پاهای حشرات بدون سر را برای جلوگیری از نشانههای خارجی آموزش داد.
قابل ذکر است که علت این مسئله تاکنون رمزگشایی نشده است اما اخیرا گروه تحقیقاتی ایا تاکئوکا در مرکز Riken سعی کردهاند علت این موضوع را بیابند.
این مطالعه که در مجله Science منتشر شد، دو گروه از نورونهای نخاعی را که مسئول یادگیری و یادآوری هستند، شناسایی کرد.
به همین منظور محققان دو موش را برای مطالعه یادگیری و یادآوری بدون ورودی مغز مورد بررسی قرار دادند. اگر پای عقب یکی از موشها خیلی پایین می افتاد، شوک الکتریکی دریافت میکرد. دیگری همان شوک را دریافت میکرد اما در زمانهای تصادفی و بدون توجه به موقعیت پای عقبش. پس از ده دقیقه، فقط اولین موشها یاد گرفتند که پاهای خود را تنظیم کنند تا از شوک جلوگیری کنند.
به عبارت دیگر، طناب نخاعی میتواند آن ارتباط را ایجاد کند و بدون مغز آن را به خاطر بسپارد. این تعریف یادگیری تطبیقی است.
یک روز بعد، آنها همان آزمایش را انجام دادند اما موشها را عوض کردند. اولین موشهایی که تحریک پای عقبی دریافت کردند، این ترفند را فراموش نکردند، اگرچه پاسخهای مبهمی از خود نشان دادند. نخاع آن را ثبت کرد. در نتیجه محققان میتوانستند به این نتیجه برسند که یادگیری و همچنین حفظ آن فوری است.
سپس آنها به مطالعه عصبشناسی این تابع یا مدار پرداختند. آنها شش نوع موش تراریخته یعنی موشهای تغییر یافته ژنتیکی را بررسی کردند. محققان مجموعه متفاوتی از نورونهای نخاعی را برای هر نوع موش غیرفعال کردند تا تشخیص دهند کدام قسمتها یادگیری و حافظه را کنترل میکنند. بدون نورونهای بالای نخاع، موشها نمیتوانستند یاد بگیرند که از شوکها اجتناب کنند و این به این معنی است که این بخش برای یادگیری جدید مهم است.
با این حال، نورونهای بالای نخاع هیچ تاثیری بر فراموش کردن آن یادگیری نداشتند. در واقع وجود نورونهای پایین نخاع برای به خاطر سپردن یا یادآوری آنچه آموخته بودند، حیاتی بودند.
جالب اینجاست که در روز دوم، محققان آزمایش را تکرار کردند. موشهای وحشی در واقع سریعتر از روز اول یاد گرفتند. دانشمندان با تحریک نورونهای پایین یادآوری نخاع توانستند یادآوری حرکتی را تا 80 درصد افزایش دهند.
تاکئوکا میگوید: این نتایج نه تنها این تصور رایج که یادگیری حرکتی و حافظه صرفاً به مدارهای مغز محدود میشود را زیر سوال میبرد، بلکه ما نشان دادیم که میتوانیم یادآوری حرکتی نخاع را دستکاری کنیم، که پیامدهایی مثبت برای درمانهای طراحی شده در روند بهبودی پس از آسیب نخاع دارد.
دانشمندان با مطالعه اپیژنتیک چگونگی یادگیری اندامها بدون مغز، مراکز کنترل خاصی از نخاع را پیدا کردند. این یافتهها میتواند به دانشمندان کمک کند تا نورونها را برای تسریع فرآیند یادگیری تحریک کنند که در آن نیازی به مغز نیست.
