تنها یک تجربه ناخوشایند از مسمومیت غذایی می‌تواند برای تغییر همیشگی عادات غذایی کافی باشد. اکنون پژوهشگران توانسته‌اند ناحیه دقیقی از مغز را شناسایی کنند که مسئول این نوع قدرتمند از حافظه است.
این مطالعه جذاب، دیدگاه‌های نوینی را درباره نحوه ارتباط علت و معلول در مغز، حتی در زمانی که بین آن‌ها فاصله زمانی وجود دارد – مانند مریض شدن ساعت‌ها پس از صرف غذا – ارائه می‌دهد.
این کشف نه تنها می‌تواند توضیح دهد چرا برخی غذاها ناگهان برایمان ناخوشایند می‌شوند، بلکه می‌تواند به پژوهش‌هایی درباره دیگر پیوندهای پایدار حافظه مانند تروما و اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) نیز کمک کند.
حافظه بلندمدت تنها با یک تجربه
این یافته‌ها حاصل پژوهشی از دانشمندان عصب‌شناسی دانشگاه پرینستون است که به دنبال درک مکانیزم‌های مغزی مربوط به «یادگیری تک‌بار» (One-shot learning) بودند؛ حالتی که یک رویداد به تنهایی باعث ایجاد حافظه بلندمدت می‌شود.
کریستوفر زیمرمن، نویسنده اصلی این مقاله و پژوهشگر فوق‌دکتری در مؤسسه علوم اعصاب پرینستون، می‌گوید:
«مدت‌هاست که خودم مسمومیت غذایی نگرفته‌ام، اما هر بار که در جلساتی با دیگران صحبت می‌کنم، خاطرات مسمومیت غذایی‌شان را می‌شنوم.»
الهام گرفته از همین خاطرات، زیمرمن و همکارانش آزمایشی طراحی کردند تا دریابند مغز چگونه حتی زمانی که بیماری با تأخیر ظاهر می‌شود، از غذا بیزار می‌شود.
اثرات مسمومیت غذایی بر مغز
در آزمایشگاه پروفسور ایلانا ویتن، ابتدا به موش‌ها طعم جدیدی معرفی شد: نوشیدنی انگور Kool-Aid.
«این روش بهتری برای شبیه‌سازی نحوه یادگیری واقعی ماست. معمولاً دانشمندان فقط از شکر استفاده می‌کنند، اما این طعمی نیست که در غذاها تجربه کنیم. Kool-Aid اگرچه غیرمعمول است، اما ابعاد بیشتری در طعم دارد و به تجربه انسانی نزدیک‌تر است.»
موش‌ها برای دریافت قطره‌ای از نوشیدنی باید بینی‌شان را به داخل محفظه‌ای می‌بردند. نیم ساعت بعد، به آن‌ها ماده‌ای تزریق می‌شد که نوعی بیماری موقت مشابه مسمومیت غذایی ایجاد می‌کرد.
دو روز بعد، هنگامی که بین آب ساده و Kool-Aid حق انتخاب داشتند، با شدت از Kool-Aid دوری می‌کردند؛ نشان‌دهنده اینکه تجربه ناخوشایند تأثیر عمیقی بر آن‌ها گذاشته بود.
اما آنچه بیشتر توجه تیم را جلب کرد، کشف ناحیه‌ای از مغز بود که مسئول این حافظه بیزارکننده بود: آمیگدالای مرکزی (Central Amygdala).
نقش کلیدی آمیگدالای مرکزی
زیمرمن می‌گوید:
«اگر به کل مغز نگاه کنیم، آمیگدالا جای جالبی است چون در تمام مراحل یادگیری، به طعم‌های جدید واکنش نشان می‌دهد – از لحظه نوشیدن گرفته تا احساس ناخوشی و حتی هنگام به‌یاد آوردن آن تجربه منفی.»
آمیگدالای مرکزی ساختاری کوچک در عمق مغز است که در یادگیری احساسی، به‌ویژه ترس، نقش دارد. همچنین اطلاعات حسی مانند بو و طعم را نیز دریافت می‌کند، و این مسئله آن را به گزینه‌ای منطقی برای پردازش خاطرات مرتبط با غذا تبدیل می‌کند؛ اگرچه پیش‌تر تأیید نشده بود.
زیمرمن درباره لحظه کشف این نقش می‌گوید:
«نتایج اولین آزمایش را که دیدم، سریعاً با هیجان آن را با ایلانا در میان گذاشتم. او یک دقیقه بعد کنار میزم بود تا درباره اهمیت این کشف صحبت کند.»
با گردآوری داده‌های بیشتر، پژوهشگران تأیید کردند که آمیگدالای مرکزی در همه مراحل – از مواجهه اولیه با طعم، تا بروز بیماری، و بازیابی حافظه – نقش محوری دارد.
از روده به مغز: پل عصبی بین تجربه و حافظه
برای درک ارتباط بین حس بیماری و حافظه، تیم پژوهشی به مطالعات پیشین رجوع کرد و سلول‌های تخصصی در ساقه مغز را شناسایی کرد که پروتئینی به نام CGRP تولید می‌کنند.
این سلول‌ها مستقیماً به آمیگدالای مرکزی پیام می‌فرستند و پلی عصبی بین روده و مغز ایجاد می‌کنند.
وقتی پژوهشگران این سلول‌ها را ۳۰ دقیقه پس از نوشیدن Kool-Aid تحریک کردند – بدون ایجاد بیماری واقعی – موش‌ها همچنان همان واکنش بیزاری را نشان دادند.
نکته جالب‌تر این بود که هنگام بیماری، همان نورون‌هایی که در ابتدا به Kool-Aid پاسخ داده بودند، مجدداً فعال شدند.
پروفسور ویتن توضیح می‌دهد:
«انگار موش‌ها به تجربه قبلی فکر می‌کردند و آن را به خاطر می‌آوردند. دیدن این فرآیند در سطح نورون‌های منفرد واقعاً هیجان‌انگیز بود.»
پژوهشگران معتقدند طعم‌های جدید، نورون‌های خاصی را در آمیگدالا علامت‌گذاری می‌کنند و آن‌ها را برای دریافت سیگنال از بدن در ساعات پس از غذا خوردن حساس نگه می‌دارند. اگر حیوان در این بازه زمانی دچار بیماری شود، همان نورون‌ها مجدداً فعال شده و پیوندی پایدار بین طعم و بیماری شکل می‌گیرد.
فراتر از غذا: implications for trauma and learning
اگرچه این مطالعه روی بیزاری غذایی متمرکز بود، اما یافته‌ها می‌توانند چارچوب گسترده‌تری برای درک یادگیری مغز در شرایطی که فاصله زمانی بین رویداد و پیامد وجود دارد، ارائه دهند.
زیمرمن می‌گوید:
«در زندگی واقعی، معمولاً بین تصمیم و نتیجه فاصله وجود دارد. اما در آزمایشگاه به این نوع یادگیری توجه چندانی نمی‌شود. امیدواریم این یافته‌ها به فهم بهتر عملکرد حافظه در این شرایط کمک کند.»
علاوه بر توضیح رفتارهای روزمره – مثل دوری از صدف پس از یک تجربه بد – این تحقیق می‌تواند دیدگاه تازه‌ای در درک تروما و اختلال استرس پس از سانحه ارائه دهد.
مانند مسمومیت غذایی، رویدادهای تروماتیک نیز اغلب با تأخیر منجر به علائم می‌شوند، اما همچنان خاطراتی زنده و ماندگار در مغز شکل می‌دهند.
با شناسایی مسیرهای دقیق عصبی در شکل‌گیری حافظه‌های تک‌رویدادی، دانشمندان یک گام به درک سازوکار این پیوندها – و شاید بازنویسی آن‌ها در آینده – نزدیک‌تر شده‌اند.
این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.
