دستکاری مغز موشها در هنگام خواب، توانایی آنها را برای بهخاطر سپردن تجربیات جدیدی که معمولاً فراموش میشوند، بهبود بخشید؛ یافتهای که پیامدهای مهمی برای درمان بیماری آلزایمر و سایر انواع زوال عقل دارد که بر فرآیندهای مشابه اثر میگذارند.
این پژوهش که در نشریه علمی Neuron منتشر شده است، برای انسانها نیز اهمیت دارد، زیرا سازوکارهای پایه شکلگیری حافظه در میان پستانداران شباهت زیادی به یکدیگر دارد. دانشمندان با دستکاری هدفمند فعالیت مغزی در زمانهای مشخصی از خواب دریافتند که موشها قادرند تجربیات جدیدی را به خاطر بسپارند که در شرایط عادی برای ماندگاری در حافظه بیش از حد کوتاه هستند.
پژوهشگران «ریپلهای بزرگ موج تیز» را شناسایی کردند؛ زیرمجموعهای از الگوهای فعالیت مغزی با طولی حدود ۱۰۰ میلیثانیه که در تثبیت و انتقال تجربیات جدید از هیپوکامپ به نئوکورتکس نقش دارد؛ جایی که اطلاعات بهصورت پایدارتر ذخیره میشوند. این ریپلها اکنون به پژوهشگران کمک میکنند تشخیص دهند چه زمانی تجربیات جدید به حافظه بلندمدت تبدیل میشوند.
اولیوا به همراه آنتونیو فرناندز-روئیز، استادیار دیگر، از نویسندگان ارشد این پژوهش هستند.
آزاهارا اولیوا، استادیار نوروبیولوژی و رفتار، گفت: «این مطالعه درک ما از پردازش حافظه در مغز را گسترش میدهد.»
در این مطالعه، فرناندز-روئیز و اولیوا فعالیت نورونها را در هیپوکامپ و نئوکورتکس ثبت کردند. آنها ریپلهای بزرگ موج تیز را در هیپوکامپ شناسایی کردند که در هنگام خواب رخ میدهند و سپس به نئوکورتکس منتقل میشوند.
فرناندز-روئیز در اینباره گفت: «ریپلها انتقال حافظه را از مرحله رمزگذاری اولیه در هیپوکامپ به ذخیرهسازی پایدار و بلندمدت در نئوکورتکس میانجیگری میکنند.»
پژوهشگران مشاهده کردند زمانی که یک حیوان تجربهای را به خاطر نمیآورد، ریپلهای بزرگ موج تیز در طول خواب ضعیف هستند، اما زمانی که به یاد میآورد، تعداد زیادی از این ریپلها رخ میدهد. پس از شناسایی این الگو، محققان از تکنیک پیشرفتهای به نام اپتوژنتیک استفاده کردند که با عبور نور از یک فیبر نوری بهطور انتخابی نورونها را فعال میکند.
اپتوژنتیک به تیم تحقیقاتی اجازه داد تا نورونها را در زمانهای دقیق تحریک کنند و ریپلهای بزرگ موج تیز را تقویت کنند؛ این کار باعث تثبیت حافظه یک رویداد میشد که حیوان درست قبل از خواب تجربه کرده بود.
در یکی از آزمایشها، موشها به مدت پنج دقیقه با یک اسباببازی جدید آشنا شدند و چهار ساعت بعد آزمایش شدند؛ نتایج نشان داد که آنها تجربه را به خاطر نمیآورند. سپس ریپلهای مرتبط با آن تجربه در طول خواب تقویت شد و مشخص شد که موشها حالا اسباببازی را به یاد میآورند. این تکنیک حتی در موشهایی که دارای اختلالات شناختی بودند نیز مؤثر بود.
فرناندز-روئیز گفت: «ما توانستیم تثبیت حافظه را در شرایطی که حیوانات بدون کمک ما قادر به یادآوری نیستند، گسترش دهیم.»
این یافتهها اهمیت زیادی برای درک بهتر بیماری آلزایمر دارد، زیرا فرآیندهای تثبیت حافظه در انسانها نیز در این بیماری مختل میشوند. در مراحل بعد، محققان قصد دارند همین دستکاریها را در موشهایی انجام دهند که شرایط مشابه آلزایمر را شبیهسازی کردهاند.
سؤالات کلیدی و پاسخها:
سؤال: چه نوع فعالیت مغزی انتقال حافظه در خواب را پشتیبانی میکند؟
پاسخ: ریپلهای بزرگ موج تیز، انفجارهای کوتاه و هماهنگ فعالیت نورونی، نشانه تبدیل تجربیات جدید به حافظه بلندمدت هستند.
سؤال: دانشمندان چگونه حافظه موشها را بهبود دادند؟
پاسخ: با هماهنگ کردن تحریک اپتوژنتیک با این ریپلها، تثبیت حافظه در طول خواب افزایش یافت.
سؤال: چرا این موضوع برای پژوهش در مورد زوال عقل اهمیت دارد؟
پاسخ: تثبیت حافظه در اختلالاتی مانند آلزایمر مختل میشود و تقویت این فرآیندهای مبتنی بر خواب میتواند راهنمایی برای درمانهای آینده باشد.
منبع خبر : neurosciencenews.com
نظرات کاربران