کاروتک

تکنولوژی و علمی

تلویزیون و سینما

تلویزیون کاروتک

درحالی که مشاهده‌ی خاطرات ترسناک، در مغز ماهی‌ها صورت می‌گیرد، عصب‌شناسان موفق شده‌اند تا سطحی غیرمنتظره از روابط سیناپسی که مجدداََ در مغز گورخر ماهی‌ها شکل گرفته‌ است را مشاهده کنند و فرضیه‌هایی برای نحوه‌ی شکل‌گیری خاطرات مطرح کنند.

تصور کنید در حالی که از کاسه‌ی خوراکی صبحانه‌ی خود لذت می‌برید، عنکبوتی از سقف می‌افتد و به داخل کاسه‌ی شما می‌ریزد. در نتیجه‌ی این اتفاق، احتمالاََ تا سال‌ها بعد همچنان نتوانید به کاسه‌ای با همان جزئیات نزدیک شوید و با خیال راحت صبحانه بخورید.

حال، محققان توانسه‌اند تا مشاهده کنند دقیقاََ چه اتفاقی در مغز انسان رخ می‌دهد که چنین واکنشی احساسی به مغز آموزش داده می‌شود. در مطالعه‌ای جدید که در مجموعه‌ی مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است، تیمی از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی توانستند تا خاطراتی که در ذهن ماهی‌‌های آزمایشگاهی شکل گرفت است را تجسم کنند و از آن‌ها در زیر میکروسکوپ، تصویربرداری کنند. این تصویربرداری،‌ منجر به شکوفا شدن سبزه‌های فلورسنت زیبایی شد.

محققان این تیم انتظار داشتند تا مغز و حافظه‌ی انسان را با کمی معماری در بخش عصبی مغز، رمز‌گذاری کنند. اما درعوض، آن‌ها از پیدا کردن تعمیری اساسی در اتصالات عصبی، شگفت‌زده شدند.

آن‌چه آن‌ها مشاهده کردند، می‌تواند این دیدگاه را تقویت کند که حافظه، پدیده‌ی پیچیده‌ای است و شامل انبوهی از مسیرهای رمزگذاری است. البته این مسیر همچنان نشان داده است که نوع حافظه، می‌تواند برای نحوه‌ی انتخاب مغز و رمز‌گذاری کردن آن مهم باشد. نتیجه‌ی این کار، می‌تواند به این نکته اشاره کند که چرا برخی از واکنش‌های آسیب‌زا که عمیقا شرطی عمل می‌کنند، تا این‌حد پایدار هستند و یادگیری آن‌ها بسیار دشوار است.

اسکات فریز، از نویسندگان و زیست‌شناسان USC گفت:

ممکن است چیری که ما به آن نگاه می‌کنیم، معادل درایوی در حالت جامد باشد. در حالی که مغز، برخی از خاطرات خود را به حالتی که قابل پاک کردن و یا فرار کردن است ضبط می‌کند، خاطراتی که پر از ترس هستند، می‌توانند قوی‌تر از سایر خاطرات ذخیره شوند. این نکته، می‌تواند این را توضیح دهد که چرا  برخی از افراد سال‌ها بعد خاطره‌ای را به‌گونه‌ای به یاد می‌آورند که گویا آن را دوباره زنده کرده‌اند.

حافظه، اکثراََ در قشری از مغز که بالای مغز پستان‌داران را می‌پوشاند، مورد مطالعه قرار گرفته است. اما با وجود این مطالعات، کم‌تر پیش‌آمده است تا در مورد ساختارهای عمیق‌تر همانند آمیدگال که مرکز تنظیم ترس مغز است، بررسی خاصی صورت بگیرد. آمدیگال که به‌ویژه مسئول خاطرات تداعی کننده است، بخش مهمی از خاطراتی که دارای بار عاطفی هستند و موضوعات متفاوت را، به هم متصل می‌کند؛ همانند افتادن همان عنکبوت در کاسه‌ی شما.

درحالی که این نوع از حافظه بسیار رایج است، اما نحوه‌ی شکل‌گیری آن هنوز به‌خوبی درک نشده است. علت این امر این است که این اتفاقات بیش‌تر در ناحیه‌ی غیرقابل دسترس مغز رخ می‌دهند.

حال، آقای فریزر و همکارانش  فرصتی را به‌دست آورده‌اند تا با استفاده از ماهی‌های گورخری، محدودیت‌های موجود را دور بزنند و درباره‌ی شکل‌گیری خاطرات در حافظه‌، بیش‌تر بیاموزند.

نکته‌ای که در مورد این نوع ماهی‌ها وجود دارد این است که آن‌ها همانند پستان‌داران، آمیگدال ندارند، اما منطقه‌ی مشابه‌ای را دارند که با نام پالیوم شناخته می‌شود و خاطرات آن‌ها در این بخش شکل می‌گیرد. وی در ادامه توضیح داد که پالیوم بیش‌تر برای مطالعه در دسترس است:

درحالی که مغز پستان‌داران، در حین بزرگ شدن رشد کردع و همانند بادکنک عمل می‌‌کند، مغز گورخر ماهی قریباََ همانند هسته‌ی ذرت بوداده، خود را به سمت بیرون می‌چرخاند. منظور این حرف این که در واقع، مرکز مغر این نوع ماهی‌ها عمیق‌تر و قابل دسترس‌تر هستند. این مغز، بیش‌تر نزدیک به سطح است که منجر به تصویردار شدن می‌شود. همچنین، نکته‌ی جالبی دیگری که درباره این حیوانات وجود دارد شفاف بودن بدن آن‌ها است؛ این‌گونه محققان می‌توانند به آسانی به‌طور مستقیم به مغز آن‌ها نگاه کنند.

دانشمندان علوم اعصاب، عموماََ با این موضوع موافق هستند که مغز با اصلاح سیناپس‌های خود، نقاط کوچکی ایجاد می‌کند که باعث می‌شود در آن، نورون‌ها به هم برسند و در نهایت خاطرات شکل بگیرند. فریزر در ادامه افزود که اغلب دانشمندان اعتقاد دارند که این‌کار با تغییر دادن قدرت اتصالات انجام می‌شود و یا از طریق شدت تحریم نورون‌های بعدی.

برای این‌که این فرآیند قابل مشاهده باشد فریزر و تیم‌اش گورخر ماهی‌ها را به‌صورت ژنتیکی مهندسی کردند تا نورون‌هایی را با نشان‌گر پروتئین فلورسنت که متصل به سیناپس‌های آن‌ها است، تولید کنند.

این پروتئین نشان‌گر که در آزمایشگاه دان آرنوبد، پروفسور علوم زیستی و مهندسی بیولوژیک USC ایجاد شده است، در زیر نور لیزری ضعیف میکروسکوپی سفارشی، فلورسانس شد. فریز گفت:

این چالشی بود که توانایی استراق سمع چیزی در حین وقوع را مشخص می‌کرد. اما باید توجه کنید که برای جلوگیری از سوزاندن موجودات، تاحد ممکن از نور کم‌تری استفاده کنید. محققان نه‌‌تنها می‌توانند موقعیت سیناپس‌ها را مشاهده کند بلکه می‌توانند قدرت آن ها را نیز دریابند.

هرچه نور روشن‌تر باشد، اتصال نیز قوی‌تر خواهد بود.

اسکات فریزر

فریزر و تیم‌اش برای القا کردن خاطرات، لاروهای گورخر ماهی را شرطی کردند که نور با گرمای ناخوشایند مرتبط شود. این کار، درست همانند فیزیولوژیست‌ روسی در قرن نوزدهم، ایوان پاولوف بود که سگ‌هایش را شرطی کرده بود تا با شنیدن صدای آب، بزاق دهان خود را ترشح کنند. گورخر ماهی‌ها نیز آموزش دیدند تا هر زمان که نور را دیدند، سعی به شنا کردن کنند. در این آزمایش، سر آن‌ها بی‌حرکت بود اما دم آن‌ها آزاد بود تا‌ به‌عنوان نشانه‌ای از رفتاری که آموخته بودند، به اطراف حرکت کنند.

برخلاف انتظار، قدرت سیناپسی در پالیوم، بدون این‌که ماهی نکته‌ی جدیدی را آموخته باشد، تقریباََ ثابت باقی ماند. در عوض، ماهی‌هایی که این کار یاد گرفتند، سیناپس‌هایشان از برخی از نواحی پالیوم هرس شدند. به گفته‌ی فریزر، این اتفاق همانند بریده‌ شدن درخت بود و برای باری دیگر دوباره کاشته شدند.

مطالعات قدیمی‌تر، گاهی پیشنهاد می‌کردند تا خاطرات از طریق افزودن و حذف کردن سیناپس‌ها شکل بگیرد، اما این تجسم، هنگامی که در زمانی واقعی با مقیاسی به بزرگی معز شکل بگیرد، نشان می‌دهد که این روش شکل‌گیری حافظه می‌تواند بسیار مهم‌تر از چیزی باشد که محققان متوجه آن شده‌اند.

توماس رایان، عصب شناس کالج ترینیت دوبلین گفت:

اگرچه این مدارک قطعی نیستند اما من تصور می‌کنم شواهد قانع‌کننده‌ای بتوانند ارائه داده شوند تا این کار راه اصلی شکل‌گیری خاطرات توسط مغز باشد.

فریزر، آرنولد و سایر اعضای تیم، برای تطابق دادن نتایج مطالعه‌ی جدید با انتظارات اولیه‌ی شکل‌گیری حافظه، این فرضیه را مطرح کرده‌اند ک ممکن است نوع حافظه، نحوه‌ی انتخاب مغز را برای رمزگذاری آن تعیین کند. وی افزود:

ممکن است رویدادهایی که ما آن‌ها را مشاهده کردیم، قوی‌ترین نوع خاطرات برای ماهی‌های باشند که میمیرند. بنابراین، چندان عجیب نیست که شما هم ممکن است این خاطرات را با روشی بسیار قوی رمزگذاری کنید.

آن‌چه که برای حبس کردن خاطرات ترسناک مناسب است، ممکن است برای خاطرات دنیوی‌تری بهترین انتخاب محسوب نشود. فریزز گفت:

هنگام که می‌آموزید تا نام فردی را تلفظ کنید، احتمالاََ نمی‌خواهید سیناپس‌های مغز خود را خارج کنید و سیناپس‌های جدید‌تری را اضافه کنید.

فریزر و تیم‌اش امیدوار هستند تا این مدل، در نهایت به آن‌ها کمک کند تا مکانیسم‌هایی که در خاطرات دخیل هستند و باعث ایجاد اختلال استرس پس از سانحه‌ای خاص می‌شوند را بررسی کنند و حتی به استراتژی‌های بالقوه‌‌ای برای تعدیل این وضعیت برسند.

کلیف آبراهام، استاد روان‌شناسی دانشگاه اوتاگو نیوزلند که البته در این مطالعه شرکت نداشته است، گفت:

امکان این امر وجود دارد که یافته‌های به‌دست آمده مربوط به سن گورخر ماهی و نه به نوع حافظه‌ی تشکیل شده‌ی آن‌ها باشد. ما می‌دانیم که هرس و سازمان‌دهی مجدد سیناپسی، درنتیجه‌ی تجربه در طول رشد در بخش‌های متفاوت مغز وجود دارد. اگر محققان به‌ گورخر ماهی‌های بالغ نگاه نکنند، که البته کار سخت‌تری هم خواهد بود چراکه آن‌ها شفافیت کم‌تری دارند و مغزشان نیز بزرگ‌تر است، ممکن است بتوانند نتایج متفاوت‌تری را به‌دست آورند.

این مقاله،« تور نیروی فنی» است. اما به‌کلی، این تنها پازل کوچکی از چگونگی شکل‌گیری خاطرات است و هنوز سوالات زیادی وجود دارند که بی‌پاسخ باقی‌مانده‌اند،‌ همانند این‌که تا چه مدت زمانی خاطرات و تغییرات سیناپسی در مغز گورخر ماهی‌ها باقی می‌مانند و…

محققان امیدوار هستند تا ببینند آیا این یافته‌ها به حیواناتی که مغز بزرگ‌تری دارند و حتی برای پستان‌داران نیز استفاده می‌شوند یا خیر،‌ و همچنین به این‌که کدام‌ خاطرات گورخر ماهی‌ها و سایر حیوانات از لحاظ احساسی کم‌تر و بیش‌تر آسیب‌زا هستند، بپردازند.

فریزر در نهایت گفت:

فکر می‌کنم که همه تصور می‌کنند طیف وسیعی از راه‌ها وجود دارد که انسان می‌تواند خاطرات را ذخیره کند. اتفاقاََ زیبایی هم به همین است. شرط می‌بندم که همه‌ی آن‌ها درست می‌گویند، اما سوالی که باقی خواهد ماند این است که: چگونه‌ همه‌‌ی آن‌ها با هم کار می‌کنند؟