کشف سازوکار جدید مغز در پردازش حافظه انسان

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، پژوهشگران دانشگاه بن، بیمارستان دانشگاهی بن (UKB) و مرکز پزشکی دانشگاه فرایبورگ با بررسی فعالیت تک‌تک سلول‌های عصبی در بیماران مبتلا به صرع، به یافته‌های تازه‌ای درباره سازوکارهای مغزی ثبت و بازیابی خاطرات جدید دست یافته‌اند. این مطالعه که نتایج آن در نشریه Nature Communications منتشر شده، نشان می‌دهد سلول‌های عصبی در هنگام یادگیری و یادآوری، فعالیت خود را با ریتم‌های الکتریکی مغز هماهنگ می‌کنند.

دکتر تیم گوت، نویسنده اول و پژوهشگر پسادکتری دانشگاه بن که اخیراً از مرکز پزشکی دانشگاه فرایبورگ به گروه علوم اعصاب شناختی و انتقالی UKB پیوسته، می‌گوید: «مشابه اعضای یک ارکستر که با یک ضرب‌آهنگ مشترک می‌نوازند، فعالیت سلول‌های عصبی نیز با نوسان‌های الکتریکی مغز — با فرکانسی بین یک تا ده بار در ثانیه — هماهنگ است. سلول‌ها ترجیح می‌دهند در زمان‌های مشخصی از این امواج شلیک کنند؛ پدیده‌ای که به آن قفل‌شدگی فازی تتا گفته می‌شود.»

تیم تحقیقاتی به سرپرستی گوت و پروفسور لوکاس کونتس دریافت که تعامل بین سلول‌های عصبی و امواج مغزی در هر دو مرحله یادگیری و یادآوری فعال است، به‌ویژه در لوب گیجگاهی میانی که بخش مرکزی حافظه انسان محسوب می‌شود. با این حال، در آزمایشی که بر حافظه فضایی متمرکز بود، شدت قفل‌شدگی فازی تتا هنگام تشکیل حافظه، وابسته به موفقیت یا شکست شرکت‌کنندگان در یادآوری نبود.

 به گفته پروفسور کونتس: «این امر نشان می‌دهد که قفل‌شدگی فازی تتا یک پدیده کلی در سیستم حافظه انسان است، اما به‌تنهایی تعیین‌کننده موفقیت یادآوری نیست.»

هرچند بیشتر سلول‌های عصبی در زمان یکسانی از چرخه نوسان شلیک می‌کردند، برخی سلول‌ها زمان‌بندی ترجیحی خود را بین مرحله یادگیری و مرحله یادآوری تغییر می‌دادند. گوت توضیح می‌دهد: «این یافته فرضیه‌ای را تقویت می‌کند که مغز می‌تواند فرآیندهای یادگیری و بازیابی را درون یک موج مغزی از هم جدا کند، مشابه نوازندگانی که در بخش‌های مختلف یک قطعه موسیقی در زمان‌های متفاوت وارد می‌شوند.»

این نتایج دیدگاه تازه‌ای درباره چگونگی تعامل سلول‌های عصبی و سیگنال‌های الکتریکی مغز در زمان شکل‌گیری خاطرات جدید ارائه می‌دهد. پروفسور کونتس می‌گوید: «درک بهتر این فرآیندها می‌تواند در بلندمدت به ما کمک کند اختلالات حافظه را بهتر بشناسیم و مؤثرتر درمان کنیم.»

این مطالعه با استفاده از یک فرصت ویژه در درمان صرع ممکن شد. در بیماران مبتلا به صرع مقاوم به درمان، برای تشخیص دقیق محل بروز تشنج، الکترودهایی به‌صورت موقت در مغز کاشته می‌شود. این الکترودها علاوه بر کاربرد بالینی، امکان ثبت فعالیت مغز در سطح سلول‌های منفرد را نیز فراهم می‌کنند. داده‌های مورد استفاده در این پژوهش در مرکز پزشکی دانشگاه فرایبورگ ثبت شد و پژوهشگران از همه بیماران داوطلب قدردانی کردند.