یک تحقیق جدید روی موش‌ها نشان داده است که حافظه مربوط به مکان‌ها (حافظه فضایی) در مغز به صورت پویا و ناپایدار ذخیره می‌شود.
به گزارش تکناک، این کشف، دیدگاه قدیمی درباره چگونگی کارکرد حافظه فضایی و نقش سلول‌های عصبی مخصوص به نام «سلول‌های مکانی» را زیر سوال برده و سوالات جدیدی درباره نحوه ذخیره‌سازی خاطرات در مغز ایجاد کرده است.
فهرست مطالب
بازنگری در یک باور قدیمی
دانشمندان سال‌ها فکر می‌کردند مغز ما، مکان‌ها را با کمک سلول‌های خاصی به نام «سلول‌های مکانی» ذخیره می‌کند. این سلول‌ها در بخشی از مغز به نام هیپوکامپ قرار دارند و هر بار که مثلاً جلوی در خانه خود می‌ایستید یا کنار یک مکان خاص مثل یک آبشار قرار می‌گیرید، فعال می‌شوند. تا به حال تصور می‌شد که این سلول‌ها یک نقشه ثابت از محیط اطراف در مغز ایجاد می‌کنند، که هم برای ره‌یابی و هم برای به خاطر آوردن مکان‌ها استفاده می‌شود.
آغاز تردیدها از سال ۲۰۱۳
اما در سال ۲۰۱۳، مقاله‌ای در مجله Nature Neuroscience با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین تصویربرداری از مغز موش‌ها نشان داد که این نقشه مکانی آن‌چنان هم ثابت نیست. اگرچه برخی سلول‌ها در مواجهه‌های مکرر با همان مکان مجدد فعال می‌شدند، اما ترکیب کلی نورون‌های فعال به مرور زمان تغییر می‌کرد. این پدیده با عنوان «رانش بازنمایی در هیپوکامپ» (hippocampal representational drift) شناخته شد.
جزئیات مطالعه جدید درباره حافظه فضایی
تحقیق جدید که در ۲۳ ژوئن در مجله معتبر Nature منتشر شد، توسط تیم تحقیقاتی به سرپرستی دانشمندی به نام دانیل دامبک انجام شده است. این پژوهشگران می‌خواستند با دقت تمام عوامل محیطی را کنترل کنند تا بفهمند آیا تغییرات مشاهده‌شده در حافظه موش‌ها واقعاً ناشی از عملکرد مغز است، یا به دلیل تفاوت‌های رفتاری موش‌ها در آزمایش‌های مختلف ایجاد می‌شود.
در این آزمایش جالب، موش‌ها روی یک تردمیل کوچک قرار گرفتند و در یک محیط مجازی کاملاً یکسان حرکت کردند، که روی صفحه‌های اطراف آنها نمایش داده می‌شد. محققان همه چیز را از سرعت حرکت موش‌ها، صداهای محیط (با پخش صدای یکنواخت) و حتی بوها (با استفاده از یک محفظه کوچک روی بینی موش‌ها) دقیقاً کنترل کردند.
برای مشاهده فعالیت مغز، از رنگ‌های فلورسنت ویژه‌ای استفاده شد، که نورون‌های فعال را در هیپوکامپ زیر میکروسکوپ به صورت نورانی نشان می‌داد. این روش به دانشمندان اجازه داد که ببینند کدام سلول‌های مغزی هنگام حرکت موش‌ها فعال می‌شوند.
نتیجه شگفت‌انگیز در حافظه فضایی
دامبک گفت: «من مطمئن بودم که با این کنترل دقیق روی آزمایش، الگوی فعالیت مغز ثابت خواهد ماند. اما نتیجه شگفت‌انگیز بود. برخلاف انتظار، فقط ۵ تا ۱۰ درصد از سلول‌های مغزی مانند قبل به صورت ثابت در مکان‌های مشخص فعال شدند. این یعنی اکثر سلول‌های مغزی موش‌ها حتی در محیط کاملاً یکسان، هر بار الگوی فعالیت متفاوتی نشان دادند.»
جالب اینجا است که سلول‌های مغزی که ثابت‌تر عمل می‌کردند، در واقع حساس‌تر بودند و راحت‌تر به محرک‌ها پاسخ می‌دادند. در مقابل، سلول‌هایی که کمتر حساس بودند، بیشتر تغییر رفتار می‌دادند و هر بار الگوی فعالیت متفاوتی از خود نشان می‌دادند.
دانشمندان حتی متوجه شدند که می‌توانند فقط با بررسی میزان حساسیت، حدس بزنند کدام سلول‌ها به احتمال زیاد تغییر می‌کنند.
چرا این تغییر در حافظه فضایی رخ می‌دهد؟
دامبک به این تغییرات مغزی نه به عنوان یک مشکل، بلکه به عنوان یک قابلیت هوشمندانه نگاه می‌کند. او توضیح داد: «این ویژگی به مغز کمک می‌کند تجربیات مشابه اما متفاوت را از هم تشخیص دهد. مثلاً وقتی هر روز از یک مسیر تکراری مثل راه محل کار خود عبور می‌کنید، مغز با ایجاد تغییرات کوچک در الگوی خاطرات، هر بار عبور را به عنوان یک رویداد جداگانه ثبت می‌کند.»
شاید مغز با این تغییرات ظریف در حال ثبت گذر زمان باشد.
تأثیر احتمالی بر حافظه‌های دیگر و پیری
این تحقیق نشان می‌دهد که مغز ما ممکن است حتی رویدادهای شخصی (مثل خاطراتی از مهمانی‌ها یا سفرها) را نیز با روشی منعطف و در حال تغییر ثبت کند. جالب اینجا است که این سیستم انعطاف‌پذیر به احتمال زیاد به ما کمک می‌کند که تجربیات مشابه اما متفاوت (مثل دو روز متوالی در محل کار) را از هم تشخیص دهیم. اما در مقابل، خاطرات مربوط به مهارت‌های حرکتی (مثل دوچرخه‌سواری یا نواختن پیانو) ممکن است به شکل ثابت‌تری در مغز ذخیره شوند.
این مطالعه تنها بخش کوچکی از سلول‌های مغز را بررسی کرده است، اما دانشمندان حدس می‌زنند که این پدیده در کل بخش حافظه مغز (هیپوکامپ) اتفاق می‌افتد. نکته مهم اینجا است که با افزایش سن، حساسیت این سلول‌ها کاهش می‌یابد و ممکن است این یکی از دلایل ضعف حافظه در سالمندی باشد.
دامبک عنوان کرد: «اگر بتوانیم راهی برای حفظ یا تنظیم حساسیت این سلول‌ها پیدا کنیم، شاید در آینده بتوانیم از کاهش حافظه جلوگیری کنیم، هرچند این ایده هنوز نیاز به تحقیقات بیشتری دارد.»
