آیا تا به حال متوجه شده‌اید که خاطرات مربوط به یک روز خاص با هم ترکیب می‌شوند، در حالی که رویدادهایی که با فاصله‌ی چند هفته از هم رخ داده‌اند، کاملاً جداگانه به نظر می‌رسند؟
یک مطالعه‌ی جدید نشان می‌دهد که دلیل این اتفاق نه در بخش اصلی سلول‌های مغزی، بلکه در شاخه‌های کوچک و ظریفی به نام دندریت‌ها نهفته است.
نقش مهم دندریت‌ها در حافظه
دانشمندان دانشگاه ایالتی اوهایو با استفاده از ابزارهای تصویربرداری پیشرفته، از جمله میکروسکوپ‌های کوچک، نحوه‌ی تشکیل خاطرات را در زمان واقعی در موش‌ها ردیابی کردند.
تمرکز این پژوهش روی بخشی کمتر شناخته‌شده از سلول‌های عصبی بود – دندریت‌ها، زائده‌های باریک و بلندی که از نورون‌ها گسترش می‌یابند. این شاخه‌ها معمولاً به‌عنوان دریافت‌کننده‌ی اطلاعات شناخته می‌شوند، اما تحقیقات جدید نشان می‌دهند که آن‌ها بسیار فعال‌تر از آن چیزی هستند که قبلاً تصور می‌شد.
شاخه‌های کوچک، نقش بزرگ
محققان به‌طور خاص روی قشر رتروسپلیانی (RSC) تمرکز کردند، منطقه‌ای از مغز که در حافظه‌ی فضایی و زمینه‌ای نقش دارد.
وقتی موش‌ها در بازه‌های زمانی نزدیک به دو محیط مختلف معرفی شدند، پدیده‌ی جالبی رخ داد: خاطرات این مکان‌ها به هم مرتبط شدند.
اگر یکی از محیط‌ها با یک شوک کوچک همراه می‌شد، موش‌ها در هر دو محیط واکنش ترس نشان می‌دادند، حتی اگر فقط یکی از آن‌ها تجربه‌ی ناخوشایندی را شامل شده بود. مغز موش‌ها این دو مکان را به‌عنوان محیط‌های مرتبط در نظر گرفته بود.
“اگر یک نورون را مانند یک کامپیوتر در نظر بگیرید، دندریت‌ها مانند کامپیوترهای کوچکی درون آن عمل می‌کنند که هرکدام محاسبات خود را انجام می‌دهند.” – مگا سهگال، نویسنده‌ی اصلی مطالعه
این کشف نشان می‌دهد که مغز ما می‌تواند اطلاعاتی که در یک بازه‌ی زمانی نزدیک وارد می‌شوند را در همان بخش‌های دندریتی ثبت کند و این مسئله به درک بهتر نحوه‌ی سازماندهی خاطرات کمک می‌کند.
ارتباط میان نورون‌ها
محققان بررسی کردند که چگونه دندریت‌ها در طول فرآیند یادگیری و ذخیره‌سازی اطلاعات تغییر می‌کنند. در سطح دندریت‌ها، برآمدگی‌های کوچکی به نام خارهای دندریتی وجود دارند که محل ارتباط بین نورون‌ها محسوب می‌شوند.
وقتی یک خاطره‌ی جدید شکل می‌گرفت، دسته‌هایی از این خارها ظاهر می‌شدند. سپس، اگر بلافاصله بعد از آن خاطره‌ی دیگری شکل می‌گرفت، همین نقاط احتمال بیشتری داشت که خارهای جدیدی جذب کنند.
این خوشه‌بندی فیزیکی اتصالات، نشان‌دهنده‌ی روشی است که مغز از طریق آن تجربیات مرتبط را به هم پیوند می‌دهد.
“ما خاطرات را به‌صورت جداگانه تشکیل نمی‌دهیم، بلکه از آن‌ها برای ایجاد یک چارچوب حافظه استفاده کرده و در زمان نیاز برای تصمیم‌گیری‌های سازگارانه از آن بهره می‌گیریم.” – سهگال
نقش حیاتی دندریت‌ها در پیوند خاطرات
برای آزمایش اینکه آیا دندریت‌ها واقعاً مسئول این پدیده‌ی اتصال حافظه هستند، محققان از روشی به نام اپتوژنتیک استفاده کردند. این تکنیک به دانشمندان اجازه می‌دهد که فعالیت مغز را با استفاده از نور کنترل کنند.
با فعال‌سازی مجدد دندریت‌هایی که در ایجاد یک خاطره خاص نقش داشتند، آن‌ها توانستند این خاطره را با یک خاطره‌ی کاملاً نامرتبط پیوند دهند.
این یافته‌ها نشان داد که دندریت‌ها نقشی حیاتی در فرآیند اتصال خاطرات در مغز دارند.
درک اختلالات مرتبط با حافظه
این کشف نه تنها درک ما را از حافظه تغییر می‌دهد، بلکه راه‌های جدیدی را برای بررسی اختلالات مرتبط با حافظه باز می‌کند.
اگر دانشمندان بتوانند عملکرد دندریت‌ها را تحت تأثیر قرار دهند، ممکن است بتوانند شرایطی که در آن تشکیل یا پیوند حافظه دچار اختلال می‌شود را درمان کنند.
“مطالعه‌ی ما نه تنها درک ما از شکل‌گیری خاطرات را گسترش می‌دهد، بلکه احتمال‌های هیجان‌انگیزی را برای دستکاری فرآیندهای حافظه‌ی پیچیده مطرح می‌کند.” – سهگال
این یافته‌ها می‌توانند برای توسعه‌ی درمان‌هایی برای بیماری‌های مرتبط با حافظه، مانند آلزایمر، مفید باشند.
نگاهی نو به ذخیره‌سازی حافظه
این مطالعه ما را ترغیب می‌کند که نحوه‌ی ذخیره‌سازی حافظه را به شیوه‌ای جدید ببینیم.
به‌جای اینکه هر تجربه را مانند یک تصویر جداگانه تصور کنیم، ممکن است دقیق‌تر باشد که آن‌ها را به‌عنوان بخش‌هایی از یک خط زمانی در نظر بگیریم که از طریق تغییرات دندریتی مشترک به هم متصل شده‌اند.
این موضوع می‌تواند توضیح دهد که چرا بعضی از روزها به‌عنوان یک جریان پیوسته از رویدادها احساس می‌شوند، در حالی که برخی دیگر کاملاً مجزا به نظر می‌رسند.
علاوه بر این، یافته‌ها نشان می‌دهند که نحوه‌ی گروه‌بندی ذهنی رویدادها ممکن است بیشتر به زمان وقوع آن‌ها بستگی داشته باشد تا بار احساسی آن‌ها.
با داشتن درکی واضح‌تر از نحوه‌ی سازماندهی اطلاعات توسط مغز، دانشمندان می‌توانند بفهمند که چه زمانی و چگونه این سیستم دچار مشکل می‌شود، مانند افت شناختی مرتبط با افزایش سن.
این تحقیق در مجله Nature Neuroscience منتشر شده است.
