• mostafa

كيف يقوم الدماغ بعمل الذكريات


كيف يقوم الدماغ بعمل الذكريات

ربما تكون لقطة ضبابية لأول مرة أثناء ركوب دراجة. أو القدرة على تلاوة نظرية فيثاغورس. يمكن أن يكون الأمر بسيطًا مثل رقم الهاتف الذي كتبته على منديل قبل أن يهبط في سلة المهملات.


مهما كان الشكل الذي تتخذه ، تساعدنا ذكرياتنا في تحديد من نحن - وماذا يعني أن نكون بشرًا. في حين كان العلماء يتأملون في الذاكرة منذ وقت سقراط ، ساعدت التكنولوجيا الجديدة علماء اليوم على معرفة المزيد عن الآلات العصبية والبيولوجية وراء ذكرياتنا. أدت هذه الإنجازات إلى اكتشاف أن ذكرياتنا موجودة في مجموعات محددة من خلايا الدماغ. يستكشف بعض العلماء كيفية تخزين الأشخاص واسترجاع الذكريات أثناء تنقلهم عبر بيئة الواقع الافتراضي. يدرس آخرون كيف يتم تشفير المشاعر مثل الخوف في الدماغ ، بالإضافة إلى الدوائر التي تتحكم في ما نخاف منه.


هذا البحث ليس متجذرًا في الملخص أيضًا. تهدف المشاريع إلى تطبيقات في العالم الحقيقي ، بما في ذلك العلاجات الممكنة لظروف مثل مرض الزهايمر واضطراب ما بعد الصدمة.

وبينما لا يزال الكثير من علوم الذاكرة ضبابية ، فإن مسألة كيف ، بالضبط ، أن أدمغتنا تشكل الذكريات أصبحت أكثر تركيزًا.


الذاكرة الطويله والقصيره المدى


إن مفهوم الذاكرة البشرية لا يشير إلى أي شيء. المصطلح مظلة لمجموعة من الذكريات ، من أسماء الألوان إلى كلمات الأغنية النصف تذكر إلى أول تفكك. إذن ، ما هي هذه الأنواع المختلفة من الذاكرة؟

قبل أكثر من قرن ، قسم العلماء الذاكرة إلى فئات قصيرة وطويلة المدى. تشير الذاكرة قصيرة المدى ، التي تسمى أحيانًا الذاكرة العاملة ، إلى قدرتنا على الاحتفاظ بمعلومات أو أحداث من الماضي القريب - ولكن فقط لمدة تصل إلى حوالي 20 ثانية ، وأحيانًا أقل. بعبارة أخرى ، هي الأشياء التي تحتفظ بها بنشاط في رأسك أثناء أداء مهام أخرى - على سبيل المثال ، تذكر رقم هاتف أثناء التمرير حوله لتوصيله بقائمة جهات الاتصال الخاصة بك.


في التسعينات ، حلل العلماء عمليات مسح عالية الدقة للدماغ ووجدوا أن هذه الذكريات العابرة تعتمد على إطلاق الخلايا العصبية في قشرة الفص الجبهي ، الجزء الأمامي من الدماغ المسؤول عن التفكير عالي المستوى.

يقول عالم الأعصاب والمؤلف دين بورنيت: "إنهم (ذكريات) مؤقتة". "ليس المقصود أن يكون للتخزين على المدى الطويل ، لأنهم يتغيرون باستمرار ويتغيرون باستمرار.


ويضيف: "إذا احتفظت بشيء ما في الدماغ لفترة كافية ، يمكنك تحويله إلى ذاكرة طويلة الأمد". "لهذا السبب ، إذا قرأت شيئًا مثل رقم الهاتف ، يمكنك في النهاية تذكره بسهولة تامة. ولكن إذا استمرت الكثير من الأشياء في الظهور ، فإن ذاكرتك قصيرة المدى تزداد حِملًا وسيتم طرد أول [أجزاء من المعلومات] ".


على النقيض من ذلك ، فإن الذاكرة طويلة المدى هي كنز المعرفة والأحداث الماضية التي تم جمعها طوال حياتنا. وعلى الرغم من أن الذكريات قصيرة المدى مدعومة ببضع نشاط عصبي ، إلا أن الذكريات طويلة المدى تخلق بالفعل وجودًا جسديًا في الدماغ. عندما يتم تكوين ذاكرة طويلة المدى ، يتم تعزيز الروابط بين الخلايا العصبية ، المعروفة باسم المشابك العصبية. في بعض الحالات ، يتم إنشاء نقاط الاشتباك العصبي الجديدة تمامًا. وكلما قمنا بإعادة النظر في الذكريات ، وتفعيل هذه المسارات العصبية ، أصبحت الروابط أقوى - مثل الدوس في طريقك عبر الغابة لإنشاء مسار جيد.


يمكن أن تأخذ الذكريات الطويلة أيضًا عدة أشكال مختلفة. على سبيل المثال ، الذكريات الضمنية هي أساس السلوكيات التلقائية مثل ربط حذائك أو تنظيف أسنانك. تحدث هذه الإجراءات الغريزية في الجزء اللاواعي من الدماغ. يقول بورنيت: "هذا هو السبب في أن الأشخاص الذين يعانون من فقدان الذاكرة لا يزال بإمكانهم القيام بهذه الأشياء ، حتى لو لم يكن لديهم ذاكرة عن فعلها من قبل". "التدريب مستمر."


ومع ذلك ، تُعرف الذكريات الطويلة الأمد التي ندركها بفاعلية باسم الذكريات الصريحة. وتنقسم هذه بين الذاكرة العرضية والدلالية. يصف هذا الأخير المعرفة المفاهيمية المحددة ، مثل التاريخ الذي تم فيه التوقيع على إعلان الاستقلال. تصف الذاكرة العرضية الأحداث والتجارب من حياتك الخاصة. يقع كل شيء من حفلة عيد ميلادك 21 إلى رحلتك إلى أوروبا ضمن هذه الفئة.

يقول بورنيت: "الذاكرة الدلالية هي [معرفة] أن باريس هي عاصمة فرنسا". "الذاكرة العرضية [تذكر] تلك المرة التي ذهبت فيها إلى فرنسا ورميت من برج إيفل".

إنارة الطريق


الأشياء التي نقوم بها في الحياة تترك آثارًا متخلفة في ذكرياتنا. ، يمكن أن تستحضر آثار الذاكرة تجارب حية حية لأشياء الماضي. منذ أيام اليونان القديمة ، تكهن العلماء بأن هذه البقايا قد تغير حتى التركيب المادي للدماغ. ولكن لم تظهر نماذج علمية لهذه العملية حتى مطلع القرن العشرين. في عام 1904 ، اقترح عالم ألماني يدعى ريتشارد سيمون أن هذه الآثار ، التي سماها انجرام الذاكرة ، يتم تمثيلها كتغيرات جسدية في الدماغ بعد حدث أو تجربة. يقول سوسومو تونيجاوا ، أستاذ علم الأحياء وعلم الأعصاب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والحائز على جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب عام 1987: "في ذلك الوقت ، لم تكن هناك تقنية لتحديد خلايا الدماغ التي تحمل الإنجرام المحدد لذاكرة معينة".


مرت أكثر من 100 سنة. ثم ، في عام 2005 ، بدأ العلماء في استخدام علم الوراثة ، وهي تقنية لتحفيز الخلايا العصبية المعدلة وراثيًا للاستجابة لنبضات الضوء الأزرق. مع هذه التكنولوجيا الجديدة ، كان من الممكن تحديد وتحديد الخلايا العصبية المحددة التي تحمل انزيمات الذاكرة في الحيوانات. في دراسة طبيعة عام 2012 ، استخدم تونيغاوا والباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة ستانفورد علم الوراثة البصري لإثبات أن آثار ذاكرتنا تعيش بالفعل في مجموعات محددة من خلايا الدماغ. أبعد من ذلك ، مجرد تنشيط عدد قليل من هذه الخلايا العصبية يمكن أن يتذكر ذاكرة كاملة.


في الورقة ، يصف فريق البحث كيفية تحديدهم لمجموعة معينة من الخلايا العصبية في الحصين ، وهو جزء من الدماغ يشارك في تكوين ذكريات طويلة المدى ، والتي تبدأ في إطلاق النار في ظروف معينة. في هذه الحالة ، قام الباحثون بذلك عن طريق قيام الفئران باستكشاف قفص غير مألوف. يقول تونيغاوا: "ثم تضرب الفأر صدمات كهربائية خفيفة على لوحات القدم". "وسيشكل الفأرة على الفور ذكرى بأن هذا القفص مكان مخيف". في اليوم التالي ، يقول تونيغاوا ، عندما تم وضع الفئران في القفص دون أن يتم ضربهم ، أدى هذا التكييف إلى خوفهم من تلك البيئة. قام الباحثون لاحقًا بحقن القوارض ببروتين يمكن أن يحفز خلايا الدماغ - على وجه التحديد ، الخلايا العصبية في الحصين التي يستهدفها العلماء - عن طريق وميضها بالضوء الأزرق. يضيف تونيغاوا: "تمتلك هذه البروتينات خاصية كيميائية لتنشيط الخلايا عند توصيل ضوء بطول موجة معينة".

وبعد ذلك ، عندما تومض العلماء على الفئران بنبضات ضوئية في بيئة مختلفة تمامًا ، انتشرت الخلايا العصبية في الحُصين التي وسموها بالبروتين في العمل - وتجمدت الفئران في مكانها. يعتقد الباحثون أن الحيوانات كانت تومض عقليًا لتجربة الصدمة. يقول تونيغاوا: "هذا هو منطق التجربة". "يمكنك أن تقول أن هذه الخلايا العصبية ، التي وُصفت بالأمس ، تحمل الآن تلك الذاكرة." وبعبارة أخرى ، على الرغم من أن ذاكرة القفص تم تحفيزها بوسائل اصطناعية ، لا تزال الفئران تستذكرها ، مما يشير إلى أن آثار الحدث تكمن في عدد محدد من خلايا الدماغ. يقول تونيغاوا: "يمكنك حقًا تحديد تلك الخلايا العصبية وتوسمها بصبغة بحيث يمكنك رؤيتها تحت المجهر". "الآن ، يمكنك معالجة تلك الخلايا ، على وجه التحديد باستخدام علم الوراثة البصري ، ومعرفة نوع التأثير الذي ستحدثه.


يأمل تونيغاوا في استخدام هذه التكنولوجيا لمعرفة المزيد عن الآليات البيولوجية الكامنة وراء مرض الزهايمر وربما علاج المرض في مراحله المبكرة. في العديد من الدراسات البشرية ، كما يقول ، حتى قبل أن يبدأ اضطراب الدماغ في مهاجمة الحصين ، يعاني بعض المرضى من أجل صنع ذكريات جديدة. ويضيف: "يبدو [الدماغ] طبيعيًا ، لكنهم أظهروا بالفعل ضعفًا".

الآن ، يريد تونيجاوا معرفة ما إذا كانت هذه الأخطاء المعرفية في المراحل التكوينية للمرض تنبع من عدم القدرة على تكوين ذكريات جديدة ، أو إذا كان يمكن للمرضى صنع ذكريات جديدة ، ولكن ليس استعادتها. يشير إلى البحث في المراحل المبكرة من مرض الزهايمر في نماذج الفأر التي تشير إلى أن هذه الذكريات لا تزال تتشكل وتترك آثارًا جسدية ، ولكن لا يمكن تذكرها من خلال الإشارات الطبيعية. ولكن عندما استخدم العلماء طرقًا اصطناعية مثل علم الوراثة الضوئية لإعادة تنشيط الخلايا التي تحمل إنغرامات الذاكرة ، كما يقول تونيغاوا ، كانت الحيوانات قادرة على تذكر التجارب الجديدة تمامًا.

كان من الممكن فقط اكتشاف شيء من هذا القبيل من خلال الاستفادة من التكنولوجيا ”. "إنها تسمح لنا حقًا بالتحقيق في ما يحدث أثناء عملية التعلم والذاكرة."


عوالم خيالية ، ذكريات حقيقية


شهدت العقود القليلة الماضية أيضًا استخدام المزيد من الباحثين لتكنولوجيا الواقع الافتراضي في عملهم. في السنوات الأخيرة ، أصبحت نانتيا سوثانا ، عالمة الأعصاب في جامعة كاليفورنيا ، واحدة من أوائل الباحثين الذين استخدموا الواقع الافتراضي لدراسة كيفية تخزين دماغ الشخص واستعادة الذكريات أثناء التنقل في بيئة محاكاة.

يقول سوثانا: "تاريخياً ، أجريت الغالبية العظمى من [دراسات الذاكرة] على الفئران والفئران التي تمر عبر المتاهات". "الكثير مما نعرفه عن الدماغ يأتي من هذه الدراسات. من أجل ترجمة هذه ومعرفة ما إذا كانت حقيقية حقًا للبشر ، نحن بحاجة إلى شيء للتواصل بين الاثنين."


في دراستين قيد المراجعة حاليًا ، عملت سوثانا وزملاؤها مع المرضى الذين يزرعون الدماغ العميق لعلاج نوبات الصرع. قام الباحثون بوضع سماعات الواقع الافتراضي على المرضى الذين مكنت غرساتهم الدائمة العلماء من تسجيل موجات الدماغ أثناء التجربة. بمجرد أن يرتدي المشاركون نظارات واقية من الحركة وملابس داخلية مرصعة بنقاط عاكسة لتتبع تحركاتهم ، أجروا بعد ذلك سلسلة من الاختبارات على التعلم والذاكرة والملاحة في بيئة محاكاة.

ضمن المشهد الافتراضي ، طُلب من المرضى السير نحو الأسطوانات الرقمية الصفراء وتذكر موقعهم. لإثبات استرجاعها ، طُلب من المشاركين تكرار مسارهم إلى كل قرص - غير مرئي الآن - والضغط على زر عصا التحكم عندما اعتقدوا أنهم وصلوا إلى كل قرص. ثم قام الباحثون بتنزيل تسجيلات الموجات الدماغية للمريض ، وتحليلها لمعرفة النشاط العصبي المرتبط بذكريات المكان والمكان.

على وجه التحديد ، كان العلماء يركزون على الإشارات الكهربائية في الدماغ المعروفة باسم تذبذبات ثيتا ، والتي تم تحديدها في البشر أثناء الحركة. وجد فريق البحث أن موجات الدماغ هذه كانت أكثر نشاطًا أثناء مهام الحركة ، مما يشير إلى أنها كتل بناء حاسمة للذاكرة المكانية. افترض العلماء أن هذه الموجات الدماغية قد تساعدنا على تصور وإعادة بناء ذكرياتنا بينما نتحرك حول العالم.

وتقول سوثانا: "الدماغ كهربائي في لغته". "إذا استطعنا التواصل مع الدماغ ، كهربائيا ، ربما يمكننا تسهيل ذلك عندما تسوء الأمور."


محاربة الخوف


خذ ثانية للتفكير في ما تخاف منه. قد يكون من العناكب. أو التهديد بحادث سيارة. قد يكون من الضروري ألا يكون لديك ما يكفي من المال لدفع الإيجار الشهر المقبل. بالنسبة للعديد منا ، ترتبط هذه المخاوف بذكريات التجارب السابقة.

عندما نكوّن ذكريات من حين لآخر للأشياء التي حدثت لنا ، هناك ثلاث مناطق في الدماغ: الحصين والقشرة المخية الحديثة واللوزة المخية. يأخذ الحصين معلومات من ذاكرتنا ويقوم بترميزها جسديًا في الروابط بين الخلايا العصبية. في وقت لاحق ، يتم نقل هذه البيانات في بعض الأحيان إلى القشرة المخية الحديثة - الأنسجة الرخوة التي تشكل الطبقة الخارجية من الدماغ - للتخزين على المدى الطويل. لكن اللوزة ، كتلة من مادة الدماغ على شكل لوز ، هي التي تضخ ذكرياتنا بعواطف مثل الخوف.


يقول بورنيت: "إذا كانت التجربة تحتوي على مكون عاطفي قوي ، فإن اللوزة ستسكب ذلك في الذاكرة المشكلة حديثًا". "إذا كان شخص ما لديه اللوزة النشطة ، فإنه يتعلم أن يخاف من الأشياء."

في السنوات الأخيرة ، تعلم العلماء الكثير عن الأجهزة في أدمغتنا التي تعدل استجاباتنا للذكريات المخيفة. في معهد كوينزلاند للدماغ في أستراليا ، يسجل الباحثون نشاط النشاط الكهربائي بين مناطق الدماغ الثلاث هذه في الفئران لأنها مشروطة بالخوف من إحساس أو ضوضاء معينة.

يقول عالم الأعصاب ، بانكا ساه ، مدير المعهد: "إنك تأخذ محفزًا محايدًا ، مثل نغمة أو ضوء ، وبذلك تقدم الحيوان بمحفز مفرط ، مثل صدمة القدم أو ضجيج عالٍ". "وسرعان ما يتعلم الحيوان أن هذا التحفيز غير الضار سيتنبأ بهذا المنفر. ثم تشكل ذاكرتها.

ويضيف: "إذا فعلت ذلك في الفئران ثلاث أو أربع مرات اليوم ، وعادت بعد ذلك بعام وقدمت نفس النغمة ، فإن هذا الحيوان يتذكر أن النغمة كانت مخيفة وتستجيب بشكل مناسب". "يمكنك أن تفعل الشيء نفسه في الناس."


يمكن استغلال هذا التكييف للأبد أيضًا. إذا سمع الماوس بشكل متكرر نفس النغمة مرة أخرى ، ولكن بدون صدمة ، فإن الضوضاء ستتوقف عن التسبب في تجمد الحيوان في خوف. في نهاية المطاف ، من خلال عملية تسمى التعلم بالانقراض ، يتلاشى ألم الذاكرة. هذه العملية هي مفتاح العلاج السلوكي للمرضى الذين يعانون من حالات مثل اضطراب ما بعد الصدمة. ولكن على الرغم من فعالية هذه التقنيات ، فإن التدريب على الانقراض لا يمحو الذكريات المؤلمة - بل يستنزف بعض قوتها. إذا كان هناك شيء يذكّر شخصًا ما بالذاكرة الصادمة الأصلية في سياق جديد ، حتى بعد الانقراض ، فإنه يمكن ترسيخه مرة أخرى ، وإعادة تشكيل الرابط بين الزناد والاستجابة. يقول ساه: "يمكن للأشخاص الذين يحقنون الهيروين أن يتعلموا عدم فعل ذلك". "ولكن عندما يتغير السياق ، أو يحدث شيء في البيئة ولم يعد مكانًا آمنًا بعد الآن ، تعود كل تلك الذكريات".


يعتقد ساه أن الفهم الأدق لسبب عودة بعض الذكريات المؤلمة بعد العلاج قد يؤدي إلى علاجات أفضل للاضطرابات مثل اضطراب ما بعد الصدمة والإدمان. في دراسة لعلم الأعصاب في الطبيعة عام 2018 ، استخدم ساه وزملاؤه علم الوراثة في الفئران لتحديد الدوائر في الدماغ التي تتحكم في عودة الذكريات المؤلمة. من خلال فهم هذه الآليات ، يقول ساه ، قد يكون من الممكن تطوير أدوية جديدة لمنع الانتكاسات. ويتابع: "ما نبحث عنه هو مركب [كيميائي] أكثر تحديدًا". "هذه هي الطريقة التي تتبعها في معالجة هذه الاضطرابات حقًا: فهم الدوائر التي تدعمها والمستقبلات المعنية".


وبفضل الموجة العارمة من التكنولوجيا الجديدة ، يقول ساه إن هذه التطورات قد تساعد العلماء يومًا ما في علاج اضطرابات الذاكرة بنفس الطريقة التي نستخدم بها الأدوية للسيطرة على أمراض القلب. ويضيف: "إن دراسة الدماغ بأكملها تمر حقًا بثورة في الوقت الحالي". "إنه حقا وقت رائع أن تكون في علم الأعصاب."

3 عرض

© 2023 by The Artifact. Proudly created with Wix.com

This site was designed with the
.com
website builder. Create your website today.
Start Now