شکلگیری حافظه در مغز چگونه آغاز میشود؟
اینکه چرا برخی اتفاقات زندگی برای همیشه در ذهن ما باقی میمانند، در حالی که بسیاری از تجربههای روزمره خیلی زود فراموش میشوند، یکی از پرسشهای مهم علوم اعصاب است. اکنون پژوهشگران دانشگاه توبینگن آلمان دریافتهاند که شکلگیری حافظه در مغز تنها به اطلاعاتی که دریافت میکنیم وابسته نیست، بلکه تغییرات خودبهخودی در وضعیت داخلی مغز نیز نقش مهمی در آمادگی مغز برای ذخیره خاطرات جدید دارند.
نتایج این پژوهش که در مجله Nature Communications منتشر شده است، نشان میدهد مغز در بازههای زمانی کوتاهی وارد حالتی میشود که آمادگی بیشتری برای ایجاد خاطرات تازه دارد. این یافته میتواند درک دانشمندان از سازوکارهای حافظه را گسترش دهد.
نقش هیپوکامپ در شکلگیری حافظه در مغز
پژوهشگران برای بررسی این موضوع از موشهای آزمایشگاهی استفاده کردند و فعالیت بخشی از مغز به نام هیپوکامپ را مطالعه کردند. هیپوکامپ یکی از مهمترین مراکز مغز برای تشکیل حافظههای رویدادی یا اپیزودیک است؛ همان خاطراتی که به رویدادها و تجربههای شخصی مربوط میشوند.
در هیپوکامپ، سلولهای عصبی ویژهای به نام سلولهای مکانی (Place Cells) وجود دارند که تجربههای مختلف را در مغز بازنمایی میکنند. محققان توضیح میدهند که با قرار دادن موشها در محیطهای متفاوت، گروههای مختلفی از این سلولها فعال میشوند و مشاهده فعالیت آنها مانند تماشای شکلگیری یا فعال شدن دوباره خاطرات در زمان واقعی است.
تغییرات هوشیاری، فعالیت سلولهای حافظه را تغییر میدهد
در این مطالعه، دانشمندان علاوه بر ثبت فعالیت سلولهای مرتبط با حافظه، وضعیت داخلی مغز حیوانات را نیز بررسی کردند. مغز حتی زمانی که بدن کاملاً بیحرکت است، پیوسته بین سطوح مختلف هوشیاری و برانگیختگی جابهجا میشود.
پژوهشگران برای برآورد این وضعیت از اندازه مردمک چشم استفاده کردند. آنها توضیح میدهند که هنگام افزایش هوشیاری یا توجه، مردمک چشم گشادتر میشود و همین پدیده در موشها نیز دیده میشود.
نتایج نشان داد که این نوسانهای طبیعی، حتی در زمان استراحت کامل حیوان، تعیین میکنند کدام سلولهای حافظه فعال شوند. به بیان دیگر، وضعیت داخلی مغز میتواند به سرعت شبکه عصبی مرتبط با حافظههای رویدادی را تغییر دهد.
ارتباط ریتمهای مغزی با شکلگیری حافظه در مغز
محققان همچنین دریافتند این تغییرات با الگوهای فعالیت الکتریکی مغز نیز همراه است. ریتمهایی موسوم به نوسانهای تتا (Theta Oscillations) که تصور میشود در رمزگذاری حافظه نقش دارند، بسته به وضعیت داخلی مغز قویتر یا ضعیفتر میشوند.
این یافته نشان میدهد آمادگی مغز برای ثبت اطلاعات جدید تنها به دریافت محرکهای بیرونی وابسته نیست، بلکه شرایط لحظهای خود مغز نیز بر این فرآیند تأثیر میگذارد.
انعطافپذیری مغز؛ پایه اصلی تشکیل خاطرات
پژوهشگران در ادامه بررسی کردند که آیا این تغییرات داخلی با افزایش انعطافپذیری عصبی (Plasticity) نیز ارتباط دارند یا خیر. انعطافپذیری مغز فرآیندی است که طی آن نورونها ارتباطات خود را تغییر میدهند و تجربههای جدید را بهصورت فیزیکی در مغز ذخیره میکنند.
به گفته پژوهشگران، برای تشکیل یک خاطره، سلولهای عصبی باید بتوانند در مدت بسیار کوتاهی ارتباطات خود را تنظیم کرده و الگوهای فعالیتشان را بازسازماندهی کنند. این موضوع بهویژه برای حافظههای رویدادی اهمیت دارد، زیرا بسیاری از اتفاقات زندگی فقط یکبار رخ میدهند و فرصت تکرار یا تمرین آنها وجود ندارد. بنابراین مغز باید همان لحظه اطلاعات را ثبت و ذخیره کند.
شکلگیری حافظه در مغز؛ تحریک نورونها، الگوهای جدید حافظه ایجاد کرد
برای آزمودن این فرضیه، پژوهشگران نورونهای مرتبط با حافظه را دقیقاً در زمانهایی که مغز در وضعیت آمادهتری قرار داشت، تحریک کردند.
نتیجه جالب توجه بود؛ همین تحریک توانست الگوهای جدیدی از فعالیت عصبی مشابه حافظه ایجاد کند. در واقع، پاسخهای جدید وابسته به مکان در شبکه عصبی شکل گرفت و به نوعی «سلولهای حافظه» جدید ایجاد شدند.
این یافته نشان میدهد تغییرات طبیعی وضعیت مغز تنها بر حافظه اثر غیرمستقیم ندارند، بلکه ممکن است زمانهایی را کنترل کنند که مغز بیشترین آمادگی را برای ایجاد تغییرات و ثبت تجربههای تازه دارد.
شکلگیری حافظه در مغز؛ پنجرههای طبیعی مغز برای ساخت خاطرات
در مجموع، این پژوهش نشان میدهد هیپوکامپ، که مرکز حافظههای رویدادی مغز محسوب میشود، ساختاری کاملاً پویا است و بهطور موقت وارد دورههایی میشود که آمادگی بیشتری برای بازآرایی ارتباطات عصبی دارد.
به گفته پژوهشگران، شناسایی این «پنجرههای افزایش انعطافپذیری» فرصت تازهای برای مطالعه سازوکارهای عصبی ایجاد حافظه فراهم میکند. اگر دانشمندان بتوانند این دورهها را بهتر شناسایی و بررسی کنند، درک دقیقتری از چگونگی شکلگیری خاطرات در مغز به دست خواهند آورد.
این مطالعه تنها بر روی موشهای آزمایشگاهی انجام شده است و نتایج آن هنوز به انسان تعمیم داده نشده، اما میتواند مسیر تحقیقات آینده درباره فرآیندهای بنیادی حافظه را روشنتر کند.
