ممکن است مغز شما پنجرههای کوتاهی داشته باشد که در آن برای تبدیل یک لحظه گذرا به یک خاطره ماندگار آماده میشود.
محققان دانشگاه توبینگن دریافتند که تغییرات طبیعی در هوشیاری میتواند به طور خلاصه هیپوکامپ را تغییر دهد و مدارهای حافظه آن را برای اطلاعات جدید پذیراتر کند. این یافتهها نشان میدهد که تشکیل حافظه نه تنها به آنچه برای ما اتفاق میافتد، بلکه به وضعیت مغز در همان لحظه نیز بستگی دارد.
این مطالعه که در نشریه نیچر کامیونیکیشنز (Nature Communications) منتشر شده است، توسط پروفسور آندریا بورگالوسی (Andrea Burgalossi) از مؤسسه نوروبیولوژی (Neurobiology) و مرکز علوم اعصاب یکپارچه ورنر رایشاردت (Werner Reichardt Center for Integrative Neuroscience (CIN)) رهبری شد.
این تیم بر روی هیپوکامپ، ناحیهای از مغز که به ایجاد خاطرات رویدادی از مکانها و رویدادهای خاص کمک میکند، تمرکز کرد. هم در موشها و هم در انسانها، هیپوکامپ حاوی سلولهای مکانی است، نورونهایی که در مکانهای خاص فعال میشوند و به ساخت یک نمایش داخلی از دنیای اطراف کمک میکنند.
دکتر ادواردو بلانکو-هرناندز (Eduardo Blanco-Hernandez) از دانشگاه توبینگن، یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه، میگوید: «در محیطهای آزمایشگاهی، میتوانیم موشها را در معرض محیطهای مختلف قرار دهیم و مشاهده کنیم که چگونه سلولهای مکانی فعال میشوند. گروههای مختلف سلولهای مکانی، محیطهای مختلفی را نشان میدهند. تماشای فعالیت آنها مانند مشاهده تشکیل یا فعال شدن مجدد خاطرات در زمان واقعی است.»
هنگام ثبت این نورونها در موشها، محققان سطح هوشیاری حیوانات را نیز ردیابی کردند. مغز حتی در حالت استراحت نیز در یک وضعیت ثابت باقی نمیماند. این عضو به طور مداوم بین حالتهای برانگیختگی پایینتر و بالاتر حرکت میکند که میتواند نحوه پردازش اطلاعات توسط شبکههای آن را تغییر دهد.
نیکولا سارتوراتو (Nicola Sartorato)، محقق CIN و یکی از نویسندگان این مطالعه، میگوید: «وضعیت داخلی مغز را میتوان از اندازه مردمک چشم تخمین زد. وقتی هوشیارتر یا درگیرتر میشویم، مردمک چشم ما گشاد میشود. همین امر در مورد موشها نیز صادق است.»
با هوشیارتر شدن موشها، گروه خاصی از سلولهای مکانی فعالتر شدند. این تغییرات حتی زمانی که حیوانات حرکت نمیکردند نیز رخ داد، که نشان میدهد فعالیت در حال تغییر با یک وضعیت داخلی مرتبط است تا یک مکان یا رفتار جدید. نیکولا توضیح میدهد: «زیرمجموعه خاصی از سلولهای مکانی زمانی که حیوانات هوشیارتر میشدند، به ویژه فعال میشدند، که نشان میدهد وضعیت داخلی میتواند به سرعت بستر عصبی خاطرات رویدادی را تغییر شکل دهد.» همین الگو در نوسانات تتا (theta oscillations) نیز ظاهر شد، امواج ریتمیک فعالیت عصبی مرتبط با یادگیری، ناوبری و رمزگذاری حافظه. قدرت آنها همراه با تغییرات در هوشیاری بالا و پایین میرفت، که بیشتر نشان میدهد هیپوکامپ به طور مکرر بین سطوح مختلف آمادگی تغییر میکند. محققان گمان میکردند که این دورههای کوتاه ممکن است نشاندهنده پنجرههایی از انعطافپذیری افزایش یافته باشد، زمانی که مدارهای عصبی به ویژه قادر به تغییر هستند. انعطافپذیری به نورونها اجازه میدهد تا اتصالات خود را تقویت، تضعیف یا سازماندهی مجدد کنند و تغییرات فیزیکی را ایجاد کنند که یک تجربه را حفظ میکند. پروفسور بورگالوسی میگوید: «انعطافپذیری برای حافظه ضروری است زیرا فرآیندی است که از طریق آن مغز به طور فیزیکی تجربیات را ذخیره میکند.» این انعطافپذیری به ویژه برای حافظه رویدادی مهم است. برخلاف یک واقعیت که میتوان بارها و بارها آن را مطالعه کرد، بسیاری از تجربیات شخصی فقط یک بار اتفاق میافتند و ممکن است فقط چند ثانیه طول بکشند. بنابراین مغز باید اطلاعات را بلافاصله ثبت و سازماندهی کند. بورگالوسی میگوید: «این امر به ویژه برای حافظه رویدادی مهم است، زیرا رویدادهایی که در زندگی تجربه میکنیم فقط یک بار اتفاق میافتند. هیچ تکرار، هیچ تمرینی وجود ندارد – بنابراین مغز باید آنها را به سرعت و کارآمد در زمان واقعی ثبت و ذخیره کند.» برای آزمایش اینکه آیا افزایش هوشیاری باعث میشود هیپوکامپ راحتتر تغییر شکل دهد، محققان نورونهای مرتبط با حافظه را در طول آن دورهها تحریک کردند. نورونهایی که قبلاً به مکانهای خاصی پاسخ نداده بودند، شروع به توسعه فعالیت مکانمحور کردند و به طور موثری به سلولهای مکانی جدید تبدیل شدند. این نتیجه نشان میدهد که حتی تحریک محدود، زمانی که در لحظه مناسب انجام شود، میتواند «سلولهای حافظه» جدیدی را به شبکه هیپوکامپ جذب کند. نتایج، تشکیل حافظه را به عنوان فرآیندی که دائماً باز و بسته میشود، به تصویر میکشد. هیپوکامپ همیشه به طور یکسان برای ذخیره اطلاعات آماده نیست. در عوض، وارد دورههای کوتاهی میشود که مدارهای آن به طور غیرمعمولی پاسخگوتر و راحتتر قابل پیکربندی مجدد میشوند. بورگالوسی میگوید: «آنچه هیجانانگیز است این است که اکنون میتوانیم این فرآیندها را به روشی کنترلشده مطالعه کنیم، با تمرکز بر لحظاتی که مغز به طور طبیعی انعطافپذیرتر است.» مرجع: «مدولاسیون مکانی و رفتاری نورونهای هیپوکامپ در طول بیحرکتی» توسط نیکولا سارتوراتو، یوانیس اس. زوریدیس، اولزی-اوتاس نارانستاتسرالت، ادواردو بلانکو-هرناندز و آندریا بورگالوسی، ۲۴ ژوئیه ۲۰۲۶، نیچر کامیونیکیشنز.