مکانیسم مغز برای نقشه برداری از مکان در طول خواب را کشف کنید

به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان علوم اعصاب در موسسه فناوری ماساچوست آزمایشاتی را روی موش‌ها انجام دادند تا ببینند چگونه این سلول‌ها با یکدیگر تعامل دارند. جزئیات این تحقیق در مجله Cell Reports منتشر شد.

وی گوئو، استاد گروه مغز و علوم شناختی این موسسه، گفت: "فرض کنید شما از یک مکان جدید بازدید می‌کنید، در روز اول، مغز به خوبی درک نمی‌کند که به کجا رسیده‌اید، زیرا نورون‌ها فقط مکان‌های خاصی را به خاطر می‌آورند. اما در روز پنجم، آنها آماده تشکیل نقشه هستند. اگر به نقشه نیاز دارید، همه این نورون‌ها باید در یک گروه هماهنگ با هم کار کنند.

دانشمندان موش‌ها را برای تحقیق در پیچ و خم قرار دادند بدون اینکه آنها را با پاداش تحریک کنند. آنها سپس فعالیت سلولی را در ناحیه CA۱ هیپوکامپ با تکیه بر فلاش‌های ناشی از تجمع یون کلسیم کنترل کردند. چشمک زدن سلول‌های فضایی در حین رومینگ و همچنین در حین بازآفرینی در خواب ثبت می‌شود.

فعالیت این سلول‌ها بلافاصله شروع به رشد کرد و در روز‌های بعد به طور پیوسته بالا ماند. اما این فعالیت به خودی خود توضیحی برای فرآیند‌های پیچیده‌ای که رخ می‌دهد ارائه نمی‌دهد.

دانشمندان تعاملات بین نورون‌های فردی را با استفاده از الگوریتم‌های ابعاد داده‌ها مورد مطالعه قرار دادند و سلول‌های "مرتبط با مکان ضعیف" را شناسایی کردند که فعالیت آنها به خاطرات یک مکان خاص مربوط نمی‌شود، بلکه به الگو‌های فعالیت سلول‌های دیگر در شبکه مربوط می‌شود.

پروفسور گو گفت: در چند روز اول پس از بازدید از مکان جدید، یک نقشه شناختی در هیپوکامپ شکل می‌گیرد که یک نقشه ساختگی است، نه یک نقشه شماتیک

متیو ویلسون، رئیس آزمایشگاهی که این آزمایش‌ها را انجام داد، افزود: «خاطرات این مکان به این نقشه اضافه شده است. اینها ویژگی‌های متمایزی هستند که می‌توانند به عنوان نشانک عمل کنند و اکنون مشخص نیست که دقیقا چه اطلاعاتی در نقشه ذهنی باقی مانده است، زیرا موش‌های این مطالعه در پیچ و خم‌های بدون ویژگی سرگردان بودند.

اما نشان داده شده است که نقشه ذهنی لزوما نیاز به خواب دارد و برای تأیید این موضوع، دانشمندان علوم اعصاب می‌خواستند بدانند که مغز چگونه نقشه‌های مکان را هنگام خواب می‌سازد. معلوم شد که موش‌ها در رویا‌های خود اکتشافات اخیر خود را "تمرین" می‌کردند و خاطرات خود را از آنها بهبود می‌بخشند.

بعدا، محققان آزمایش را با تغییرات جزئی در شرایط تکرار کردند. این بار، موش‌ها دو بار در روز با یک استراحت سه ساعته بین دو تلاش، یک پیچ و خم جدید را کشف می‌کردند. برخی از موش‌ها اجازه خوابیدن داشتند، در حالی که برخی دیگر محروم بودند. در نتیجه، درک کلی گروه اول از مکان جدید عمیق‌تر شد، در حالی که گروه دوم متوجه پیشرفت قابل توجهی نشد.

به نظر می‌رسد خواب به سلول‌های مغز کمک می‌کند تا خود را بهتر "تنظیم" کنند تا مکان‌های جدید را یاد بگیرند. دانشمندان علوم اعصاب اکنون قصد دارند تحقیقات بیشتری را با استفاده از هزارتو‌های پیچیده‌تر و دقیق‌تر انجام دهند.

منبع: Naukatv