دکمه بازنشانی مغز انسان کشف شد

ایسنا: دانشمندان دکمه بازنشانی مغز را که خاطرات ما را از هم جدا می‌کند، کشف کردند.اگرچه زندگی در جریانی پیوسته در حال وقوع است، اما خاطرات ما آن را به این شکل ثبت نمی‌کنند. ما گذشته را به عنوان یک خط زمانی پیوسته به یاد نمی‌آوریم، بلکه آن را به عنوان یک توالی از لحظات متمایز و معنادار مانند نحوه تقسیم جملات با دستور زبان و نقطه‌گذاری به خاطر می‌آوریم. این ساختار ذهنی به تجربیات ما وضوح می‌بخشد و به ما کمک می‌کند تا هم آنچه اتفاق افتاده و هم زمانی که رخ داده است را درک کنیم. 

به نقل از اس‌تی‌دی، تصور می‌شود که مغز فضای زیادی را به این وظیفه بسیار دشوار اختصاص می‌دهد، اما اینطور نیست. دانشمندان متوجه شدند که یک ناحیه کوچک اما قدرتمند، بسیار فراتر از وزن خود عمل می‌کند.

روانشناسان «دانشگاه کالیفرنیا لس‌آنجلس»(UCLA) و کلمبیا از تصویربرداری مغزی و اندازه‌گیری مردمک چشم استفاده کردند تا نشان دهند که یک گروه کوچک از نورون‌ها در ساقه مغز، موسوم به «لوکوس سیرولئوس»(locus coeruleus)، مانند دکمه بازنشانی حافظه عمل می‌کند.

«دیوید کلوت»(David Clewett) استاد روانشناسی «دانشگاه کالیفرنیا لس‌آنجلس» و نویسنده ارشد این مطالعه گفت: سوال کلیدی ما این بود که مغز چگونه در حین وقوع یک تجربه می‌داند چه زمانی یک خاطره معنادار به پایان رسیده و خاطره بعدی باید آغاز شود؟ مطالعات نشان داده است که ماندن در یک زمینه پایدار مانند یک اتاق، تجربیات متوالی را در حافظه به هم متصل می‌کند. در مقابل، تجربه یک تغییر در زمینه یا مرز رویداد، خاطرات را از هم جدا می‌کند تا رویدادهای متمایز را نشان دهد.

وی افزود: به این ترتیب، زمینه به عنوان دستور زبان حافظه انسان عمل می‌کند. آنچه ما یافتیم این است که «لوکوس سیرولئوس» در مرزهای رویداد زمانی که خاطرات از هم جدا می‌شوند، فعال‌ترین است. بنابراین، این ناحیه کوچک در هسته سامانه تحریک مغز ممکن است برای نقطه‌گذاری افکار و خاطرات ما عمل کند.

سرنخ‌های شنیداری حافظه را شکل می‌دهند

این تیم آزمایشی را با ۳۲ شرکت‌کننده انجام دادند که در حین اسکن ام‌آرآی، تصاویر اشیاء خنثی را مشاهده می‌کردند. دانشمندان برای شبیه‌سازی تغییرات در زمینه، آهنگ‌های ساده‌ای را در گوش چپ یا راست پخش کردند. هنگامی که هشت آهنگ یکسان به طور مکرر در یک گوش پخش می‌شدند، احساس یک رویداد پیوسته را ایجاد می‌کرد. تغییر در گام آهنگ و مکان گوش، سیگنالی برای تغییر بود و ادراک یک مرز رویداد را ایجاد می‌کرد. این الگوی متناوب ادامه یافت و تصور چهار رویداد شنیداری متمایز را ایجاد کرد.

آنها سپس، ارزیابی کردند که چگونه این تغییرات زمینه بر حافظه تأثیر می‌گذارد. آنها فرض کردند که توانایی به خاطر آوردن ترتیب صحیح رویدادها نشان‌دهنده این است که آیا تجربیات به عنوان یک بخش واحد ذخیره شده‌اند یا به خاطرات متمایز جدا شده‌اند. هنگامی که رویدادها با هم رمزگذاری می‌شوند، به خاطر آوردن توالی آسان‌تر است و هنگامی که آنها جدا از هم ذخیره می‌شوند، دشوارتر است. افزایش فعالیت در «لوکوس سیرولئوس» در طول مرزهای رویداد مرتبط بود که نشان می‌دهد خاطرات به طور جداگانه ذخیره شده‌اند.

چگونگی پاسخ هیپوکامپ به سیگنال‌های مرزی 

تأثیر این سیگنال، بازنشانی عصبی فراتر از تقسیم‌بندی اولیه حافظه بود. سطوح بالاتر فعالیت «لوکوس سیرولئوس» در مرزهای رویداد با تغییرات برجسته‌تر در فعال‌سازی در ناحیه «هیپوکامپ»(hippocampus) مرتبط بود. این ناحیه‌ از مغز برای رمزگذاری خاطرات جدید و ردیابی اطلاعات متنی مانند مکان و زمان بسیار مهم است.

یکی از نویسندگان گفت: بخشی از وظیفه «هیپوکامپ»، نقشه‌برداری از ساختار تجربیات ماست، بنابراین شاخصی از ابتدا، میانه و انتهای رویدادها را دارد. ما دریافتیم که «لوکوس سیرولئوس» ممکن است سیگنال شروع حیاتی را به «هیپوکامپ» ارائه دهد.

وی افزود: ما اکنون در یک رویداد جدید هستیم. کارهای قبلی نشان داده بود که فوران‌های فعالیت «لوکوس سیرولئوس» به تنظیم مجدد شبکه‌های مغزی برای هدایت توجه به تجربیات جدید و مهم کمک می‌کند. یافته‌های ما نشان می‌دهد که این سیگنال بسیار گسترده‌تر است و همچنین به نواحی مرتبط با حافظه که بازنمایی رویدادهای جاری را حمل می‌کنند، می‌رسد.

دانشمندان همچنین بررسی کردند که چگونه فوران‌های کوتاه فعال‌سازی «لوکوس سیرولئوس» تحت تأثیر سطوح پایه فعالیت این منطقه قرار می‌گیرند. این موضوع مهم است، زیرا نورون‌های این منطقه در دو حالت متمایز عمل می‌کنند. اول حالت فورانی که رویدادهای مهم را نشان می‌دهد و خاطرات جدید را تشکیل می‌دهد و دوم، حالت پس‌زمینه که هوشیاری عمومی و استرس را تنظیم می‌کند.

«کلوت» گفت: «لوکوس سیرولئوس» مانند سامانه هشدار داخلی مغز است، اما در شرایط استرس‌زا، این سامانه بیش از حد فعال می‌شود. نتیجه مانند زندگی با یک هشدار آتش‌سوزی است که هرگز متوقف نمی‌شود و تشخیص زمان وقوع یک آتش‌سوزی واقعی را دشوار می‌کند.

اگرچه تعامل پویا بین این الگوها در زمینه تصمیم‌گیری، ادراک و یادگیری مورد مطالعه قرار گرفته است، اما ارتباط آن با نحوه درک و به خاطر سپردن رویدادها تاکنون نامشخص بوده است. بنابراین، نویسندگان برای یک آزمایش دیگر اقدام کردند. آنها می‌خواستند بدانند که آیا فوران‌های فعال‌سازی «لوکوس سیرولئوس» در مرزهای رویداد ممکن است در شرایط استرس‌زا ضعیف شوند یا از بین بروند یا خیر.

استرس، سیگنال‌های تشخیص رویداد مغز را تضعیف می‌کند

دانشمندان در تصویربرداری از شرکت‌کنندگان در شرایط استرس‌زا، سیگنال مرتبط با سطح بالاتر «نوروملانین»(neuromelanin) که تصور می‌شود نشان‌دهنده استرس مزمن است، پاسخ‌های ضعیف‌تری از گشاد شدن مردمک نسبت به مرزهای رویداد مشاهده کردند. نوسانات قوی‌تر با فرکانس پایین در فعال‌سازی «لوکوس سیرولئوس» که شاخصی برای سطوح پایه فعالیت است، همچنین پیش‌بینی‌کننده افزایش‌های ضعیف‌تر در فعال‌سازی این منطقه و پاسخ‌های مردمک به مرزها در طول کار بودند.

«نوروملانین» یک رنگدانه تیره رنگ است که در سلول‌های عصبی خاصی در مغز یافت می‌شود. این رنگدانه بیشتر در ناحیه سیاه مغز و محل آبی رنگ مغز وجود دارد. عملکرد دقیق آن هنوز به طور کامل شناخته نشده است، اما گمان می‌رود که در تنظیم متابولیسم دوپامین و محافظت از سلول‌های عصبی در برابر آسیب‌های ناشی از استرس نقش داشته باشد.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که بیش‌برانگیختگی مزمن ممکن است حساسیت فرد را به تغییر کاهش دهد و سرنخ‌هایی را که بخش‌های جدید را در حافظه لنگر می‌اندازند و سازماندهی می‌کنند، مختل کند. شناسایی «لوکوس سیرولئوس» به عنوان دروازه‌ای برای تشکیل حافظه ممکن است به راه‌های بهتری برای درمان اختلالات مرتبط با حافظه مانند بیماری آلزایمر منجر شود. درک رویدادها به روش صحیح، مستقیماً با حافظه بهتر مرتبط است که نشان می‌دهد بهبود عملکرد «لوکوس سیرولئوس» یک هدف مؤثر برای محافظت یا بازیابی عملکرد حافظه است.

«کلوت» خاطرنشان کرد: انجام علوم پایه و مطالعات بالینی برای گشودن درهای جدید برای درمان اختلالات ناتوان‌کننده حیاتی است. اقدامات قانونی جدید، این آینده را تهدید می‌کند، نه تنها برای مطالعات علمی بلکه برای پیشرفت‌هایی که می‌توانند زندگی بیماران و خانواده‌هایشان را بهبود بخشند. یکی از کوچکترین بازیکنان مغز ما ممکن است بزرگترین تأثیر را بر نحوه درک و به خاطر سپردن زندگی ما داشته باشد.

این مطالعه‌ در مجله Neuron منتشر شده است.