یک فهرست سازمان‌یافته ذخیره در مغز برای طبقه بندی خاطرات

سلول‌های مکانی و نقشه ذهنی خاطرات

بر اساس این پژوهش که در نشریه Nature منتشر شده، سلول‌هایی موسوم به «سلول‌های مکانی» که در ناحیه هیپوکامپ مغز قرار دارند، نقش کلیدی در این روند ایفا می‌کنند. این سلول‌ها که نیم قرن پیش برای نخستین‌بار در موش‌ها شناسایی شدند، در مکان‌های خاصی فعال می‌شوند و در کنار سلول‌های «شبکه‌ای» در قشر انتوراینال، یک ساختار عصبی منسجم برای ذخیره و بازیابی خاطرات فراهم می‌آورند.

ایلا فایته، سرپرست این مطالعه و عضو مؤسسه تحقیقات مغز مک‌گاورن، می‌گوید: «مدل جدید ما تصویری مقدماتی از مدار حافظه اپیزودیک در ناحیه هیپوکامپ و انتوراینال ارائه می‌دهد که می‌تواند توضیح دهد چطور مغز ما رویداد‌ها را به ترتیب زمانی و با جزئیات به خاطر می‌آورد.»

مدلی نو برای حافظه: Vector-HaSH

مدل ارائه‌شده در این پژوهش با عنوان Vector-HaSH یا «مدل حافظه دگر‌ارتباطی پشتیبانی‌شده برداری هیپوکامپی» بیان می‌کند که هیپوکامپ مانند یک شاخص عمل می‌کند؛ این شاخص، به‌جای ذخیره تمام جزئیات، مسیر‌های بازیابی اطلاعات را به نواحی مختلف قشر حسی مغز هدایت می‌کند. این رویکرد مانند رجوع به فهرست مطالب یک کتاب است تا به سرعت به فصل مورد نظر برسیم.

سازه‌ای مثل قفسه خاطرات

در این مدل سلول‌های شبکه‌ای با ایجاد الگو‌هایی مثل مش‌بندی مثلثی، ساختاری ایجاد می‌کنند که هر گره از آن، نشان‌گر یک خاطره خاص است. این گره‌ها محتوای خاطرات را در خود نگه نمی‌دارند، بلکه به‌عنوان برچسب‌هایی برای ارجاع مغز به مکان ذخیره واقعی اطلاعات در قشر حسی عمل می‌کنند.

مزیت این مدل در آن است که از تداخل خاطرات جدید با قدیمی جلوگیری می‌کند و برخلاف مدل‌های پیشین که دچار «افت ناگهانی حافظه» می‌شدند، از مکانیزمی برای محو تدریجی خاطرات کهنه بهره می‌برد.

کارکرد هیپوکامپ؛ از جهت‌یابی تا خاطره‌سازی

هیپوکامپ در ناحیه لوب تمپورال میانی مغز قرار دارد و مسئول اصلی تبدیل خاطرات کوتاه‌مدت به بلندمدت، جهت‌یابی فضایی و ساخت نقشه‌های ذهنی است. این بخش در تعامل با آمیگدالا و قشر پیش‌پیشانی، یادگیری و پاسخ‌های هیجانی را نیز مدیریت می‌کند.

آسیب به هیپوکامپ می‌تواند منجر به اختلالات حافظه مانند فراموشی پیش‌رونده شود که در بیماری‌هایی، چون آلزایمر نیز دیده می‌شود. خبر خوب آن است که هیپوکامپ در بزرگسالی نیز توانایی نورون‌زایی دارد؛ فرایندی موسوم به نوروژنز.

راهکار‌های یادگیری با الهام از مغز

یافته‌های این پژوهش با روش سنتی «کاخ حافظه» در تکنیک‌های تقویت حافظه هم‌راستا هستند. در این روش، افراد مکان‌های آشنا را به ذهن می‌سپارند و اطلاعات جدید را در نقاط مشخصی از آن «قرار» می‌دهند تا در زمان نیاز، از طریق مرور ذهنی آن مکان، داده‌ها را بازیابی کنند.

مدل Vector-HaSH نشان می‌دهد که بهره‌گیری از این «نقشه‌های ذهنی» در مغز می‌تواند ظرفیت حافظه را افزایش داده و اطلاعات جدید را بدون به‌هم‌ریختگی به زنجیره‌های خاطره‌ای بیفزاید.

چرا ترتیب خاطرات مهم است؟

در شرایطی مانند بازگویی داستان یا توالی وقایع، ترتیب اطلاعات اهمیت ویژه‌ای می‌یابد. این مدل توضیح می‌دهد که هر گره حافظه‌ای در مغز، سرنخ‌هایی درباره رویداد بعدی دارد و به این ترتیب، تجربه‌ها به‌صورت پیوسته و منظم بازسازی می‌شوند؛ از محل صرف ناهار گرفته تا مسیر عبور از یک جاده دشوار.

پژوهشگران اکنون به دنبال بررسی چگونگی تبدیل خاطرات کوتاه‌مدت به دانش‌های عمومی یا حافظه معنایی هستند. یکی دیگر از مسیر‌های تحقیق، بررسی قابلیت این مدل در بهبود یادگیری تدریجی ماشین‌هاست؛ آیا می‌توان از شیوه ذخیره‌سازی مغز برای توسعه بهتر هوش مصنوعی بهره برد؟

به باور محققان ساختار حافظه‌ای هیپوکامپ و قشر انتوراینال، یک نظام ارجاعی منسجم برای ذخیره حجم عظیمی از اطلاعات بدون افت کیفیت فراهم می‌آورد. همین سیستمی که اجداد ما را در عبور از جنگل‌ها و بیابان‌ها یاری می‌داد، اکنون خاطرات تولد، کار‌های روزمره و لحظات سرنوشت‌ساز زندگی ما را مدیریت می‌کند.