هنگام رویاپردازی چه اتفاقی در مغز ما می افتد؟

آیا تابه‌حال این حالت را تجربه کرده‌اید که ساکت نشسته اید و ناگهان مغزتان این جهان را ترک می‌کند و در یک تجربه جدید یا یک خاطره قدیمی غرق ‌می‌شوید؟

به گزارش تکناک، علی‌رغم فراگیر بودن این تجربه، آنچه در مغز هنگام رویاپردازی اتفاق می‌افتد، سوالی است که تا حد زیادی دانشمندان علوم اعصاب آن را درک نکرده‌اند.

اکنون مطالعه‌ای روی موش‌ها که در 13 دسامبر در مجله Nature منتشر شد، گروهی به رهبری محققان دانشکده پزشکی هاروارد را یک قدم به کشف آن نزدیک‌تر کرده است.

محققان فعالیت نورون‌ها را در قشر بینایی مغز موش‌ها در حالی که این حیوانات در حالت بیداری و آرام بودند، ردیابی کردند. آنها کشف کردند که گهگاهی این نورون‌ها با الگویی شبیه به الگویی رفتار می‌کنند که وقتی موش به تصویر واقعی نگاه می‌کند که این مسئله نشان می‌دهد موش در حال فکر کردن یا خیالبافی درباره تصویر است. علاوه بر این، الگوهای فعالیت در اولین رویاپردازی‌های یک موش پیش‌بینی می‌کرد که چگونه واکنش مغز به تصویر در طول زمان تغییر می‌کند.

این تحقیق شواهد وسوسه‌انگیزی ارائه می‌کند که نشان می‌دهد رویاپردازی می‌تواند پاسخ آینده مغز را به آنچه می‌بیند، شکل دهد. این تیم هشدار داد که این رابطه باید در تحقیقات بیشتر تأیید شود، اما نتایج سرنخ جالبی را ارائه می‌کند مبنی بر اینکه رویاپردازی در طول بیداری ممکن است در شکل‌پذیری مغز نقش داشته باشد و بر توانایی مغز برای بازسازی خود در پاسخ به تجربیات جدید موثر باشد.

کاوش رویاپردازی و انعطاف پذیری مغز

نگیا نگوین نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: ما می‌خواستیم بدانیم این فرآیند خیال‌پردازی در سطح عصبی زیست‌شناختی چگونه رخ می‌دهد و آیا این لحظات تأمل آرام می‌تواند برای یادگیری و حافظه مهم باشد یا خیر.

دانشمندان زمان قابل توجهی را صرف مطالعه چگونگی پخش مجدد نورون ها در وقایع گذشته برای ایجاد خاطرات و نقشه برداری از محیط فیزیکی در هیپوکامپ که ناحیه ای به شکل اسب دریایی در مغز است، کرده اند که نقش کلیدی در حافظه و جهت یابی فضایی ایفا می کند.

تمرکز بر قشر بینایی

تاکنون تحقیقات کمی در مورد پخش مجدد نورون ها در سایر نواحی مغز از جمله قشر بینایی انجام شده است. چنین تلاش هایی بینش ارزشمندی در مورد چگونگی شکل گیری خاطرات بصری ارائه می دهد.

مارک اندرمن، نویسنده ارشد این مقاله گفت: آزمایشگاه من به این موضوع علاقه مند شد که آیا می توانیم تعداد کافی نورون در قشر بینایی ضبط کنیم تا بفهمیم موش دقیقاً چه چیزی را به خاطر می آورد و سپس آن اطلاعات را به شکل پذیری مغز متصل کنیم.

در مطالعه جدید، محققان بارها یکی از دو تصویر را به موش‌ها نشان دادند که هر کدام از یک الگوی شطرنجی متفاوت از مربع‌های سیاه و سفید خاکستری و دایره‌ای تشکیل شده بود. بین تصاویر، موش ها یک دقیقه به یک صفحه خاکستری نگاه کردند. این تیم به طور همزمان فعالیت حدود 7000 نورون را در قشر بینایی ثبت کردند.

محققان به این نتیجه رسیدند که وقتی یک موش به یک تصویر نگاه می‌کند، نورون‌ها در یک الگوی خاص شلیک می‌شوند و الگوها به اندازه‌ای متفاوت هستند که تصویر یک را از تصویر دو تشخیص می‌دهند. مهمتر از آن، هنگامی که یک موش به صفحه خاکستری بین تصاویر نگاه می‌کرد، نورون‌ها گاهی اوقات با الگوی مشابه اما نه یکسان، شلیک می‌شدند، مانند زمانی که موش به تصویر نگاه می‌کرد که نشانه‌ای از این بود که در حال رویاپردازی درباره تصویر بود. این رویاها تنها زمانی اتفاق می‌افتند که موش‌ها آرام بودند و مردمک‌های چشم آنها کوچک می‌شد.

جای تعجب نیست که موش‌ها در مورد جدیدترین تصویر بیشتر رویاپردازی می‌کردند و در ابتدای روز بیشتر از آخر روز، زمانی که هر تصویر را ده‌ها بار دیده بودند، خیال‌پردازی می‌کردند.

اما آنچه محققان در ادامه کشف کردند، کاملا غیرمنتظره بود.

در طول روز، الگوهای فعالیتی که وقتی موش‌ها به تصاویر نگاه می‌کردند، تغییر می‌کرد و دانشمندان علوم اعصاب آن را رانش بازنمایی می‌نامند. با این حال این رانش تصادفی نبود. با گذشت زمان، الگوهای مرتبط با تصاویر حتی بیشتر از یکدیگر متفاوت شدند، تا اینکه هر کدام شامل مجموعه ای تقریباً کاملاً مجزا از نورون ها می شد. قابل ذکر است، الگویی که در اولین رویاپردازی های موش در مورد یک تصویر دیده می شود، پیش بینی می کرد که وقتی موش بعداً به تصویر نگاه می کند، این الگو چه خواهد شد.

اندرمن می‌گوید: در نحوه واکنش مغز به تصویر یکسان در طول زمان انحرافی وجود دارد و این رویاهای اولیه می‌توانند پیش‌بینی کنند که رانش به کجا می‌رود.

در نهایت، محققان به این نتیجه رسیدند که رویاهای قشر بینایی، همزمان با فعالیت بازپخش در هیپوکامپ اتفاق می‌افتد که نشان می‌دهد دو ناحیه مغز در طول این رویاها با هم ارتباط برقرار می‌کنند.

بر اساس نتایج این مطالعه، محققان گمان می کنند که این رویاهای ممکن است به طور فعال در انعطاف پذیری مغز نقش داشته باشند.

وقتی دو تصویر متفاوت را بارها می‌بینید، تمایز قائل شدن بین آنها مهم می‌شود. یافته‌های ما نشان می‌دهد که رویاپردازی ممکن است این فرآیند را با هدایت الگوهای عصبی مرتبط با این دو تصویر از یکدیگر هدایت کند.

نگوین افزود: یادگیری تمایز بین تصاویر باید به موش کمک کند تا در آینده به هر تصویر با جزئیات بیشتری پاسخ دهد.

این مشاهدات با مجموعه‌ای از شواهد در حال رشد در جوندگان و انسان‌ها مطابقت دارد که ورود به حالت بیداری آرام پس از یک تجربه می‌تواند یادگیری و حافظه را بهبود بخشد.

در مرحله بعد، محققان قصد دارند از ابزارهای تصویربرداری خود برای تجسم اتصالات بین نورون های منفرد در قشر بینایی استفاده کنند و بررسی کنند که چگونه این اتصالات با دیدن یک تصویر تغییر می کنند.

اندرمن گفت: ما در حال بررسی 99 درصد از فعالیت های ناشناخته مغز بودیم و متوجه شدیم که غنای زیادی در قشر بینایی وجود دارد که هیچ کس چیزی در مورد آن نمی دانست.

اینکه آیا رویاپردازی در افراد شامل الگوهای فعالیت مشابه در قشر بینایی است یا خیر، یک سوال بی‌جواب است و پاسخ به آن آزمایش‌های بیشتری نیاز دارد. با این حال، شواهد اولیه‌ای وجود دارد که نشان می‌دهد با یادآوری تصاویر بصری، فرآیند مشابهی در انسان رخ می‌دهد.

رندی باکنر، استاد روان‌شناسی و علوم اعصاب خانواده سوسلند در دانشگاه هاروارد، نشان داده است که فعالیت مغز در قشر بینایی زمانی افزایش می‌یابد که از افراد خواسته می‌شود یک تصویر را با جزئیات به خاطر بیاورند. مطالعات دیگر طوفانی از فعالیت الکتریکی را در قشر بینایی و هیپوکامپ در طول چنین یادآوری ثبت کرده اند.

برای محققان، نتایج مطالعه آنها و دیگران نشان می دهد که ممکن است مهم باشد که لحظاتی از روز خود را به رویاپردازی اختصاص دهیم. برای یک موش، این ممکن است به معنای دست کشیدن از تماشای یک سری تصاویر باشد و برای انسان ممکن است کنار گذاشتن گوشی هوشمند و رویاپردازی روزانه باشد.