کشف جدید: مغز نقشه ذهنی را در هر بار پیمایش مسیر ثابت بازنویسی می‌کند

پویایی حافظه فضایی: بازنویسی مداوم

دانیل دامبک، استاد نوروبیولوژی در دانشگاه نورث‌وسترن و نویسنده ارشد این مقاله، تأکید می‌کند که حافظه‌های فضایی در مغز پایدار و ثابت نیستند. برخلاف تصور پیشین که یک خاطره خاص در گروهی مشخص از نورون‌ها ذخیره می‌شود، به نظر می‌رسد حافظه‌ها بین نورون‌ها منتقل شده و حتی یک تجربه کاملاً مشابه، هر بار نورون‌های متفاوتی را درگیر می‌کند.

برای بررسی این پدیده، تیم دامبک آزمایشی با کنترل دقیق عوامل محیطی طراحی کرد. آنها با استفاده از یک سیستم واقعیت مجازی چندحسی، موش‌ها را در یک مسیر مجازی کاملاً ثابت با ورودی‌های حسی یکسان قرار دادند. اقدامات کنترلی شامل:

• کنترل سرعت دویدن با تردمیل
• استفاده از نشانه‌های بصری یکسان
• کنترل بوی محیط با مخروط‌های بو روی بینی موش‌ها

با وجود این کنترل‌های دقیق، داده‌ها نشان دادند که نورون‌های مسئول نقشه‌برداری فضایی همچنان دچار «رانش عصبی» (neural drift) می‌شوند و در هر بار عبور از مسیر، الگوی جدیدی از فعال‌سازی نورونی ظاهر می‌شود. این بدان معناست که حتی در شرایط کاملاً مشابه، مغز الگوی حافظه فضایی خود را بازنویسی می‌کند.

دامبک اظهار داشت: «صادقانه بگویم، انتظار نتیجه‌ای معکوس را داشتیم. تصور می‌کردیم مغز در مواجهه با یک فضای تکراری، همان الگوی حافظه را بازنشانی کند. اما داده‌ها خلاف این را نشان دادند: در هر بار تکرار، گروهی اندکی متفاوت از نورون‌ها فعال می‌شوند.»

نقش تحریک‌پذیری نورون‌ها و تأثیر پیری

در ادامه این پژوهش، محققان به نکته مهم دیگری نیز پی بردند: نورون‌هایی که تحریک‌پذیری بالاتری دارند، الگوهای حافظه‌ای پایدارتری از خود نشان می‌دهند. با این حال، میزان این تحریک‌پذیری با افزایش سن کاهش می‌یابد.

دامبک توضیح داد:

• برخی نورون‌ها در حفظ حافظه اولیه بهتر عمل می‌کنند.
• نورون‌های تحریک‌پذیرتر، عملکرد بهتری در حفظ حافظه دارند.
• نورون‌های ضعیف‌تر، تمایل به تغییر و جابه‌جایی در الگوی حافظه دارند.

این یافته می‌تواند به درک بهتر نقش پیری در تضعیف قدرت حافظه و یادگیری کمک کند، زیرا با افزایش سن، فعالیت نورون‌های مؤثر در تثبیت حافظه کاهش می‌یابد.

حافظه و زمان: رمزگذاری گذر زمان

پرسش اصلی این است که چرا نورون‌های فعال‌شده در شرایط یکسان، هر بار تغییر می‌کنند؟ دامبک پاسخ این پرسش را به عامل «زمان» نسبت می‌دهد.

او گفت: «حتی اگر دو تجربه به‌طور کامل یکسان باشند، باز هم در دو زمان متفاوت رخ می‌دهند. مغز ممکن است با ایجاد تفاوت‌های کوچک در الگوی حافظه، این تفاوت زمانی را بازنمایی کند. به این ترتیب، ما می‌توانیم دو بار پیاده‌روی مشابه را به‌صورت دو خاطره‌ی متمایز به خاطر بیاوریم. شاید این راه مغز برای کدگذاری گذر زمان و تفکیک خاطرات مشابه باشد.»

این مطالعه نه تنها دیدگاه ما را درباره نحوه رمزگذاری حافظه‌های فضایی در مغز تغییر می‌دهد، بلکه می‌تواند بر حوزه‌هایی مانند شناخت بیماری‌های مرتبط با حافظه، طراحی درمان‌های مرتبط با پیری و درک بهتر سازوکار یادگیری نیز تأثیر بگذارد.