درک ما از حافظه با کشف تازهای که دانشمندان دانشگاه نورثوسترن ارائه دادهاند، وارد مرحله تازهای شده است؛ آنها دریافتهاند که خاطرات نه تنها در مغز ذخیره میشوند، بلکه میتوانند موقعیت فیزیکی خود را تغییر دهند. این پژوهش که با هدف بررسی رفتار نورونهای هیپوکامپ انجام شده، چشمانداز جدیدی از نحوه ساماندهی و پایداری حافظه در مغز پستانداران – و شاید در انسانها – ارائه میدهد.
زمینه علمی و اهمیت هیپوکامپ
هیپوکامپ بخشی اساسی از مغز است که نقش محوری در مدیریت حافظه فضایی و جهتیابی دارد. تاکنون، دانشمندان تصور میکردند الگوهای نورونی فعال در این ناحیه بهسادگی تثبیت شده و برای مدت طولانی پایدار باقی میمانند. اما مطالعهای که در سال ۲۰۱۳ در نشریه Nature Neuroscience منتشر شد، نشان داد این الگوها به مرور زمان دچار تغییر یا «رانش بازنمایی» (Representation Drift) میشوند؛ یعنی نورونهایی که یک موقعیت، مسیر یا خاطره را نمایندگی میکنند، بهتدریج جای خود را به گروههای دیگری از نورونها میدهند.
جزئیات آزمایش و فناوریهای مورد استفاده
در این پژوهش، گروهی از موشها در محیطی کنترلشده و کاملاً مصنوعی قرار گرفتند. هر موش روی تردمیل مخصوصی قرار داده شد که با نمایشگرهایی محصور شده بود. این نمایشگرها مسیر یک هزارتوی مجازی را بازسازی میکردند و امکان حرکت و کاوش را به موشها میدادند. بهعلاوه، برای افزایش واقعگرایی، بوی آشنایی در فضا پخش میشد و نویز سفید بهعنوان پسزمینه صوتی پخش میگردید. این شرایط در طول آزمایش برای گروه کنترل بدون تغییر باقی ماند تا بتوان روند تغییرات مغزی را مستقل از محیط ارزیابی کرد.
محققان با استفاده از فناوری تصویربرداری پیشرفته و ثبت زنده فعالیتهای نورونی، توانستند واکنشهای مغزی را در زمان کاوش محیط مجازی توسط موشها بهدقت رصد کنند. هدف اصلی، بررسی تاثیر گذر زمان و پایداری یا تغییر الگوهای نورونی حافظه فضایی بود.
کشف رانش بازنمایی: حافظهها چطور جابهجا میشوند؟
یافته اصلی پژوهش از این قرار بود که پدیده رانش بازنمایی – یعنی تغییر جایگاه نورونهای دخیل در بازنمایی یک خاطره – مستقل از تغییرات محیطی رخ میدهد. برخلاف فرض اولیه پژوهشگران، این رانش به تغییر در صدا، بو یا ساختار هزارتو وابسته نبود، بلکه حتی در محیطهای کاملاً ثابت و کنترلشده نیز رخ میداد. به بیان دکتر دانیل دامبک، نویسنده اصلی مقاله: “انتظار داشتیم این رانش بازنمایی کمتر شود، اما آنچه دیدیم ثبات حافظه در طول روزها نبود.”
این موضوع میتواند بیانگر سازوکار زیستی نوینی باشد که مغز از طریق آن به بهروزرسانی پیوسته، طبقهبندی اطلاعات جدید اما آشنا، و بازسازی نقشههای شناختی میپردازد؛ مشابه تجربه بازدیدهای مکرر از یک رستوران محبوب.
محدودیتها و پیامدهای پژوهش
گرچه یافتههای مطالعه فعلی هیجانانگیز است، اما محدودیتهایی نیز دارد. آزمایش صرفاً روی موشها صورت گرفته و هرچند مغز آنها از نظر ساختار کلی شبیه انسان است، مغز انسان پیچیدگی و ابعاد متفاوتی دارد. البته پژوهشگران اشاره کردهاند که رانش بازنمایی پیشتر در گونههای مختلف – از جمله انسان – هم مشاهده شده است. یکی از چالشهای جدی این نوع پژوهشها کنترل تغییرات حسی از جمله بوست؛ زیرا حتی نوسانات جزئی در محیط بویایی میتواند رفتار موشها را بهشدت دگرگون کند. ولی دادههای آزمایش نشان دادند که نرخ رانش بازنمایی تقریباً مستقل از نحوه کنترل یا تغییرات عمدی بو طی روزها باقی میماند. مشخص شد تنها جنبههای حسی که برای رفتار موش معنادار باشند، تاثیری چشمگیر بر نقشه شناختی مغز دارند.
نتیجهگیری
پژوهش تازه دانشگاه نورثوسترن، تصویری نو از پویایی حافظه در مغز ارایه کرده و تردیدهای جدی درباره ایستایی نورونهای حافظه مطرح میکند. اگرچه هنوز ابعاد دقیق اثرات رانش بازنمایی بر فرآیندهای یادگیری و فراموشی مشخص نیست، اما این یافتهها میتوانند زمینهساز پژوهشهای ژرفتر در حوزه علوم اعصاب، حافظه و مهندسی مغز باشند. درک بهتر این پدیده، شاید به درمان بیماریهای حافظه یا ارتقای هوش مصنوعی کمک کند. بیشک این یافته، خاطرهای است که برای مدتها در ذهن جامعه علمی باقی خواهد ماند.
