محققان در موسسه ملی بهداشت در مطالعه بر روی بیماران صرع، فعالیت های الکتریکی هزاران نورون مغز فردی را به صورت آزمایش حافظه مورد کنکاش قرار دادند.
آنها دریافتند که الگوهای شلیک سلولها که در هنگام یادگیری یک جفت کلمه اتفاق افتاد ، قبل از یادآوری موفقیت آمیز این جفت ، دوباره درثانی تکرار می شود. این مطالعه بخشی از کارآزمایی مرکز کلینیک NIH برای بیماران مبتلا به صرع مقاوم به دارو بود که تشنج آنها با دارو قابل کنترل نبود.
“حافظه نقش اساسی در زندگی ما دارد. درست همانطور که یادداشت های موسیقی به عنوان شیارهای ضبط شده ضبط می شوند، به نظر می رسد که مغز ما حافظه ها را در الگوهای شلیک عصبی ذخیره می کند که می توانند بارها و بارها دوباره پخش شوند.” این گزارش نوشته شده توسط دکتر کریم زاغلو: جراح مغز و اعصاب در انستیتوی ملی اختلالات عصبی و سکته مغزی (NINDS، NIH) و نویسنده ارشد این مطالعه است.
تیم دکتر زاغلو در حال ثبت جریان الکتریکی بیماران صرع مقاوم به دارو به طور موقت با الکترودهای کاشته شده جراحی است که به منظور بررسی بر فعالیت های مغز به امید شناسایی منبع تشنج بیمار ، زندگی می کنند, این تحقیق را انجام دادند. این دوره همچنین فرصتی برای مطالعه فعالیت عصبی در طول حافظه فراهم کرد. در این پژوهش ، تیم وی فعالیت مورد استفاده برای ذخیره خاطرات از تجربیات گذشته ما را که دانشمندان آن را خاطرات اپیزودیک می نامند ، بررسی کردند.
در سال 1957 ، پرونده بیمار صرع H.M. دستیابی به موفقیت در تحقیقات حافظه. H.M پس از عمل جراحی برای برداشتن تشنج ، نتوانست تجربه های جدیدی را به خاطر آورد, از آن زمان به بعد، تحقیقات به این ایده اشاره کرده اند که حافظه های اپیزودیک ، به عنوان الگوهای فعالیت عصبی که مغز ما هنگام پخش شدن توسط مواردی مانند سوت یک رایحه آشنا یا ریف صدای لحن جذاب ، مجدداً ذخیره می شوند، رمزگذاری می شوند. اما دقیقاً چگونگی این اتفاق ناشناخته بود.
در طی دو دهه گذشته ، مطالعات جوندگان نشان می دهد كه مغز ممكن است خاطرات را در توالی های شلیك عصبی منحصر به فرد ذخیره كند. پس از پیوستن به آزمایشگاه دکتر زاغلو ، الکس پی ویز ، دیگر محقق ارشد این مطالعه تصمیم گرفت این ایده را در انسان آزمایش کند.
ویز ، مهندسی زیستی متخصص در این باره می گوید: “ما فکر می کردیم اگر به داده هایی که از بیماران جمع آوری کرده ایم با دقت نگاه کنیم، می توانیم ارتباطی بین حافظه و الگوهای شلیک عصبی در انسان پیدا کنیم که مشابه آنچه در جوندگان مشاهده می شود ، باشد.” در رمزگشایی معنی سیگنالهای الکتریکی تولید شده توسط بدن.
برای این کار آنها الگوهای شلیک نورون های فردی واقع در لوب تمپورال قدامی ، یک مرکز زبان مغز را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. از زماني كه بيماران مقابل يك صفحه مي نشينند ، جريان ها ضبط مي شوند و از آنها خواسته مي شد كه جفت هاي كلماتي مانند “كيك” و “روباه” را بياموزند.
محققان دریافتند که الگوهای شلیک منحصر به فرد نورون های فردی با یادگیری هر الگوی کلمه جدید مرتبط است. بعداً، هنگامی که بیمار یکی از کلمات مانند “کیک” نشان داده شد، الگوی شلیک بسیار مشابهی دوباره قبل از اینکه بیمار به درستی کلمه زوجی “روباه” را یادآوری کند، پخش شد.
دکتر زاغلو گزارش داد که “این نتایج نشان می دهد كه مغز ما ممكن است از توالی های متمایز از فعالیت های عصبی برای ذخیره خاطرات استفاده كند و سپس هنگامی كه یك تجربه گذشته را به خاطر می آوریم آنها را دوباره پخش می کند”.
سال گذشته ، تیم وی نشان داد که امواج الکتریکی ، به نام موجهای موج، ممکن است درست در ثانیه ها قبل از اینکه چیزی را به یاد بیاوریم ، در مغز پدیدار شوند. در این مطالعه ، تیم، ارتباطی بین موج های ثبت شده در لوب تمپورال قدامی و الگوهای سنبله ای که هنگام یادگیری و حافظه دیده می شود ، کشف کرد.
آنها همچنین نشان دادند كه موجهای ثبت شده در ناحیه دیگری به نام لوب تمپورال میانی کمی قبل از پخش الگوهای شلیك دیده شده در لوب تمپورال قدامی هنگام یادگیری بوجود می آید.
دکتر زاغلو گزارش نمود که “نتایج ما از این ایده حمایت می کنند که خاطرات شامل باز هماهنگ الگوهای شلیک عصبی در مغز هستند. این مطالعه نحوه شکل گیری و بازیابی خاطرات ممکن است نه تنها به ما در درک خود کمک کند بلکه چگونه مدارهای عصبی در اختلالات حافظه شکسته می شوند را نشان می دهد.
منبع:
NIH/National Institute of Neurological Disorders and Stroke, March 5, 2020
Alex P. Vaz, John H. Wittig, Sara K. Inati, Kareem A. Zaghloul. Replay of cortical spiking sequences during human memory retrieval. Science, 2020; 367 (6482): 1131 DOI: 10.1126/science.aba0672
شناسه خبر: 1398122238351
