ناحیه‌ای کوچک در ساقه مغز نقش جداکردن خاطرات را به عهده دارد!

به گزارش مجله خبری نگار/برنا،پژوهشگران دانشگاه‌های UCLA و کلمبیا کشف کرده‌اند که ناحیه‌ای کوچک در ساقه مغز به نام لوکوس کورولئوس (locus coeruleus) نقش کلیدی در جدا کردن و ساختاربندی خاطرات ایفا می‌کند؛ این بخش مانند دکمه ریست مغز عمل می‌کند و به مغز علامت می‌دهد که یک تجربه به پایان رسیده و تجربه جدید شروع شده است، اما استرس مزمن می‌تواند توانایی این ناحیه برای نشانه‌گذاری لحظات مهم را کاهش دهد.

به گزارش science daily زندگی با جریان پیوسته‌ای پیش می‌رود، اما خاطرات ما به صورت یک خط زمانی پیوسته ثبت نمی‌شوند؛ بلکه به صورت مجموعه‌ای از لحظات جداگانه و معنادار ذخیره می‌شوند درست مانند اینکه جملات در زبان با دستور زبان و علائم نگارشی از هم تفکیک می‌شوند. این ساختار ذهنی باعث می‌شود تا تجربه‌ها واضح‌تر فهمیده شوند و بتوانیم تشخیص دهیم چه اتفاقی افتاده و چه زمانی.

دیوید کلیوت روان‌شناس دانشگاه UCLA و نویسنده اول این مطالعه می‌گوید: سوال اصلی ما این بود که مغز چگونه تشخیص می‌دهد که یک خاطره تمام شده و خاطره بعدی آغاز می‌شود؟ تحقیقات قبلی نشان داده‌اند که ماندن در یک زمینه ثابت مانند یک اتاق خاطرات متوالی را به هم پیوند می‌دهد، اما تغییر زمینه یا مرز رویداد‌ها باعث جدا شدن خاطرات می‌شود. ما دریافتیم که لوکوس کورولئوس در مرز‌های رویداد بیشترین فعالیت را دارد و خاطرات را از هم جدا می‌کند؛ بنابراین این ناحیه کوچک که بخشی از سیستم هوشیاری مغز است، مانند علائم نگارشی در ذهن عمل می‌کند.

برای بررسی این موضوع تیم تحقیقاتی به سرپرستی کلیوت همراه با رینگو هوانگ از UCLA و لیلا داواچی از کلمبیا آزمایشی را روی ۳۲ شرکت‌کننده انجام دادند. این افراد همزمان با اسکن MRI مغز، تصاویری از اشیاء خنثی را مشاهده کردند. برای شبیه‌سازی تغییرات زمینه پژوهشگران صدای تنهایی را در گوش چپ یا راست پخش کردند. هشت تن یکسان پشت سر هم در یک گوش، حس رویداد پیوسته ایجاد می‌کرد، اما تغییر تن و گوش، مرز رویداد را نشان می‌داد و احساس جدا شدن رویداد‌ها را به وجود می‌آورد. این الگو چهار رویداد صوتی متمایز را شکل می‌داد.

بیشتر بخوانید

هوش مصنوعی فرمول باتری‌های آینده را کشف کرد

جایگزین لیتیوم با کمک هوش مصنوعی در راه است

هوش مصنوعی قوانین ناشناخته فیزیک را کشف کرد

در مرحله بعد پژوهشگران بررسی کردند که چگونه این تغییرات زمینه‌ای بر حافظه تأثیر می‌گذارد. آنها فرض کردند که توانایی به یاد آوردن ترتیب صحیح رویداد‌ها نشان‌دهنده آن است که آیا این تجربیات به صورت یک قسمت واحد ذخیره شده‌اند یا به خاطرات مجزا تقسیم شده‌اند. همان‌طور که انتظار می‌رفت فعالیت بالاتر لوکوس کورولئوس در مرز‌های رویداد با کاهش دقت در یادآوری ترتیب اقلام مرتبط بود که نشان می‌داد خاطرات به صورت جدا ذخیره شده‌اند.

برای تایید این نتایج پژوهشگران فعالیت لوکوس کورولئوس را در اسکن fMRI با تغییرات اندازه مردمک چشم که همزمان اندازه‌گیری شده بود، مقایسه کردند. چون گشاد شدن مردمک با فعالیت لوکوس کورولئوس در زمان رویداد‌های جدید همراه است تطابق این داده‌ها نشان داد که سیگنال‌های MRI دقیقاً فعالیت این ناحیه کوچک مغز را ثبت می‌کند.

نقش هیپوکامپ در دریافت سیگنال‌های ریست

تأثیر سیگنال عصبی ریست لوکوس کورولئوس فراتر از جداسازی اولیه خاطرات بود. میزان بالاتر فعالیت لوکوس کورولئوس در مرز‌های رویداد با تغییرات قابل توجه‌تر فعالیت در هیپوکامپ ناحیه مهم برای ثبت خاطرات جدید و ردیابی اطلاعات زمینه‌ای مانند مکان و زمان همراه بود.

داواچی توضیح داد: هیپوکامپ وظیفه نقشه‌برداری ساختار تجربیات ما را دارد تا شروع، میانه و پایان رویداد‌ها را بشناسد. یافته‌های ما نشان می‌دهد که لوکوس کورولئوس به هیپوکامپ سیگنال حیاتی شروع می‌دهد، مثل اینکه بگوید الان ما در رویداد جدیدی هستیم.

مطالعات قبلی نشان داده بود که فعالیت ناگهانی لوکوس کورولئوس شبکه‌های مغزی را بازتنظیم می‌کند تا توجه به تجربیات جدید و مهم معطوف شود؛ اما یافته‌های جدید نشان می‌دهد این سیگنال به نواحی حافظه‌ای نیز می‌رسد که نماینده رویداد‌های جاری هستند.

پژوهشگران همچنین بررسی کردند که چگونه فعالیت پس‌زمینه لوکوس کورولئوس یعنی سطح کلی فعالیت این ناحیه بر فعالیت‌های ناگهانی و کوتاه‌مدت آن تأثیر می‌گذارد. لوکوس کورولئوس در دو حالت فعالیت می‌کند: حالت انفجاری که رویداد‌های مهم را علامت‌گذاری و خاطرات جدید می‌سازد، و حالت پس‌زمینه که هوشیاری و استرس کلی را تنظیم می‌کند.

کلیوت می‌گوید: لوکوس کورولئوس مثل سیستم هشدار داخلی مغز است. اما تحت استرس مزمن، این سیستم بیش‌فعال می‌شود. نتیجه شبیه زندگی با یک آژیر آتش است که هرگز قطع نمی‌شود و باعث می‌شود فرد نتواند زمانی که آتش واقعی رخ می‌دهد، متوجه شود.

در حالی که تعامل بین این الگو‌های فعالیت در تصمیم‌گیری، ادراک و یادگیری بررسی شده بود ارتباط آن با نحوه درک و ثبت خاطرات تا پیش از این نامشخص بود؛ بنابراین نویسندگان به دنبال بررسی این موضوع رفتند که آیا فعالیت‌های انفجاری لوکوس کورولئوس در مرز‌های رویداد سیگنال‌هایی که خاطرات را جدا می‌کنند در شرایط استرس مزمن تضعیف یا از بین می‌روند یا خیر.

از آنجا که اسکن fMRI نمی‌تواند مستقیم سطح استرس یا فعالیت لوکوس کورولئوس را بسنجد آنها از روشی استفاده کردند که به صورت غیرمستقیم میزان نوروملانین را اندازه می‌گیرد؛ ماده‌ای که با فعالیت مکرر در لوکوس کورولئوس تجمع می‌یابد و نشانه استرس مزمن است.

نتایج نشان داد افرادی که سطح نوروملانین بالاتری داشتند، پاسخ‌های گشاد شدن مردمک آنها به مرز‌های رویداد ضعیف‌تر بود. همچنین نوسانات کم‌فرکانس قوی‌تر در فعالیت پس‌زمینه لوکوس کورولئوس پیش‌بینی‌کننده کاهش شدت فعالیت انفجاری این ناحیه و پاسخ مردمک به مرز‌ها بود. این یافته‌ها نشان می‌دهد که استرس مزمن ممکن است حساسیت فرد به تغییرات محیطی را کاهش دهد و روند نشانه‌گذاری و سازمان‌دهی خاطرات را مختل کند.

شناسایی لوکوس کورولئوس به عنوان کلید یا هادی حافظه می‌تواند راهگشای روش‌های بهتر درمان اختلالاتی مانند PTSD و بیماری‌هایی مثل آلزایمر باشد که در آنها لوکوس کورولئوس غیرعادی فعال است. راه‌هایی برای کاهش فعالیت بیش از حد این ناحیه وجود دارد؛ از جمله دارو درمانی، تنفس آهسته یا حتی استفاده از توپ‌های استرس فشاری. اما راه‌حل‌های مؤثر بلندمدت نیازمند تحقیقات بیشتر و زمان هستند.

کلیوت تأکید کرد که ابزار‌های پیشرفته برای بررسی مغز نیازمند بودجه‌ای است که تنها دولت فدرال می‌تواند تامین کند و کاهش بودجه‌های تحقیقاتی تهدیدی جدی برای پیشرفت‌های علمی و درمانی به شمار می‌رود.

او در پایان گفت: شاید جالب باشد که در زمانی که وعده تغییرات بزرگ داده می‌شود یکی از کوچک‌ترین بخش‌های مغز بیشترین تأثیر را بر درک و یادآوری زندگی ما دارد.