پژوهشگران دانشگاه استنفورد کشف کرده‌اند که مغز هنگام یادگیری مهارت‌های حرکتی، شبکه‌های عصبی را منظم‌تر می‌کند.
به گزارش تکناک، این یافته می‌تواند راه را برای درمان‌های جدید بیماری‌هایی مانند پارکینسون و بهبود توان‌بخشی هموارتر کند.
همه حرکات بدن، از راه رفتن گرفته تا کارهای ظریف مثل نقاشی، با کمک گروه‌های کوچکی از سلول‌های مغزی انجام می‌شود. این گروه‌ها که به آنها حافظه حرکتی می‌گویند، هنگام انجام کارهای روزمره مثل آشپزی، دوش گرفتن یا تایپ کردن، فعال می‌شوند.
با وجود پژوهش‌های طولانی‌مدت، منشأ دقیق این شبکه‌های عصبی همچنان مبهم باقی مانده بود. با وجود این، پژوهشگران به سرپرستی جون دینگ، استاد نورولوژی و علوم اعصاب در دانشگاه استنفورد، موفق شده‌اند گام مهمی در شناسایی چگونگی سازمان‌دهی شبکه‌های عصبی در هنگام یادگیری مهارت‌های حرکتی بردارند.
فهرست مطالب
نتایج کلیدی
- در آغاز یادگیری، فعالیت نورون‌ها پراکنده و بی‌نظم است.
- این فعالیت‌ها با تمرین به الگوهای کوچک‌تر، پایدارتر و کارآمدتر تبدیل می‌شوند.
- این تغییرات اساس شکل‌گیری حافظه‌های عضلانی را تشکیل می‌دهد.
ارتباط یادگیری مهارت‌های حرکتی با بیماری پارکینسون
گفته می‌شود که بیماری پارکینسون فقط جلوی فعال شدن حافظه‌های حرکتی را می‌گیرد، اما پژوهش‌های جدید نشان می‌دهند که این بیماری ممکن است خود این حافظه‌ها را هم بی‌ثبات کند و باعث شود که مغز نتواند حرکات را به درستی حفظ یا اجرا کند.
دینگ در این مورد گفت: «اگر حافظه حرکتی از بین رفته باشد، دارویی مانند L-Dopa نمی‌تواند مؤثر باشد، چرا که فقط حافظه موجود را فعال می‌کند. بنابراین باید راه‌های تازه‌ای برای بازسازی و یادگیری دوباره حرکات پیدا کنیم.»
آزمایش‌ها
پژوهشگران در آزمایش اول، موش‌ها را روی یک چرخ دوار قرار دادند تا مهارت حرکتی جدیدی یاد بگیرند. در روزهای اول، فعالیت سلول‌های مغزی موش‌ها در ناحیه‌ای به نام استریاتوم بی‌نظم بود. اما پس از چند روز تمرین، این فعالیت‌ها به شکل یک الگوی کوچک و منظم درآمدند، که نشانه‌ای از تشکیل حافظه حرکتی جدید است.
موش‌ها در آزمایش دیگری یاد گرفتند که با فشار دادن یک اهرم، جرعه‌ای آب دریافت کنند. پژوهشگران در این فرایند مشاهده کردند که ارتباطات بین دو بخش مغز ( قشر حرکتی و استریاتوم) از حالت پراکنده و نامنظم به الگوهایی هماهنگ و مؤثر تبدیل شدند.
یافته‌های مهم درباره چگونگی یادگیری مهارت‌های حرکتی
نتایج این آزمایش‌ها نشان می‌دهد که برخلاف باور گذشته، یک سلول عصبی لزوماً یک پیام یکسان را به همه سلول‌های متصل به خود ارسال نمی‌کند. بلکه مغز می‌تواند به طور بسیار دقیقی مشخص کند که هر کدام از این اتصالات چه پیامی را منتقل کنند.
پژوهش‌های قبلی روی موش‌های مبتلا به پارکینسون نشان داده‌اند که در ناحیه مغزی استریاتوم (که نقش کلیدی در کنترل حرکات دارد)، بسیاری از اتصالات بین سلول‌های عصبی (سیناپس‌ها) از بین می‌روند. هم‌زمان، اتصالات جدیدی نیز ایجاد می‌شوند.
اما مشکل اینجا است که این فرایند بازسازی، به جای کم کردن، باعث اختلال می‌شود. این تغییرات شبکه عصبی، حافظه حرکتی (مانند یادگیری یک مهارت) را بی‌ثبات می‌کند و مغز را به وضعیت سابق و نامنظم خود، قبل از یادگیری آن مهارت برمی‌گرداند.
راهکارهای درمانی
- تقویت ارتباط بین سلول‌های عصبی مغز می‌تواند از تخریب حافظه‌های حرکتی جلوگیری کند.
- داروی L-Dopa، در کنار تمرین‌های فیزیوتراپی، ممکن است به بیماران کمک کند تا مهارت‌های حرکتی از دست‌رفته را دوباره یاد بگیرند.
