مغز چگونه اطلاعات را نگهداری و یادآوری می نماید؟ - وبلاگ پیشرو

به گزارش وبلاگ پیشرو، با افزایش سن در اغلب افراد، قابلیت های حافظه کاری کاهش می یابد؛ در چنین حالتی مسلما انجام کارهای روزمره هم دشوارتر می گردد. به همین دلیل یکی از منطقه ها کلیدی در مغز که با حافظه کاری ارتباط دارد، بخشِ تالاموس قدامی (Anterior Thalamus) است که عمدتاً شامل حافظه فضایی (محیط اطراف و چگونگی جهت یابی) می گردد.

امیدی برای درمان از دست دادن حافظه در افراد مُسن

طی مطالعات اجرا شده به وسیله محققان دانشگاه MIT بر روی موش ها، این پژوهشگران توانستند مدارِ مغزی مهمی را در تالاموس قدامی شناسایی نمایند که برای به خاطر سپردن راستاهای عبوری در یک ماز (Maze) ضروری است! بعلاوه محققان دریافتند که این مدار در موش های مسن تر ضعیف می گردد، اما با افزایش فعالیت آن، توانایی موش برای حرکت صحیح در بین پیچ و خم های ماز به شدت بهبود می یابد! به گفته محققان، این نتایج می تواند در راستای معکوس سازی فرآیند از دست دادن حافظه در افراد مسن، بدون تاثیر بر دیگر بخش های مغز بسیار امیدوارنماینده باشد.

پروفسور پویتراس (Patricia T. Poitras) از بخش علوم شناختی و اعصاب اذعان دارد که با درک اینکه تالاموس چگونه خروجی این مدارِ مغزی را کنترل می نماید، می توان امیدوار بود که به جای تحریکِ بخشِ کورتکس پیشانی (Prefrontal Cortex) که عملکردهای متفاوتی (با تحریک نورون های کورتکس پیشانی، رفتارهای مرتبط با اضطراب را هم برانگیخته می کنیم!) دارد، اهداف را به طور خاص تر و دقیق تر دنبال کرد.

تالاموس قدامی چیست و چه ارتباطی با حافظه فضایی دارد؟

به طور کلی تالاموس، بخشی کوچک است که در نزدیکی مرکز مغز قرار گرفته است و به حافظه فعال و بسیاری از عملکردهای اجرایی دیگر همانند برنامه ریزی و توجه فرد، یاری می نماید. آزمایش های اجرا شده در این حوزه بر روی بخش خاصی از از تالاموس به نام تالاموس قدامی متمرکز است که نقش مهمی در حافظه فضایی و جهت یابی دارد.

مطالعات قبلی روی موش ها نشان داده است که آسیب به تالاموس قدامی می تواند منجر به اختلال در حافظه فضایی گردد. نتایج این مطالعات نشان می دهد که در انسان ها نیز با افزایش سن، فعالیت تالاموس قدامی کاهش می یابد که منجر به عملکردِ ضعیف ترِ حافظه فضایی می گردد.

تالاموس قدامی به سه بخش شکمی (Ventral)، میانی (Medial) و خلفی (Dorsal) تقسیم می گردد. طی مطالعه ای که در سال گذشته منتشر شد، محققان این دانشگاه نقش تالاموس قدامی خلفی (AD) و تالاموس قدامی شکمی (AV) را در شکل گیری حافظه مورد مطالعه قرار دادند. آن ها دریافتند که بخشِ تالاموس AD، در ایجاد طرح های ذهنی برای تجسم فضاهای فیزیکی نقش دارد، در حالی که تالاموس AV به مغز یاری می نماید تا این خاطرات را از دیگر خاطراتِ فضاهای مشابه، (به همین دلیل شما می توانید محله ای که در آن زندگی می کنید را از دیگر محله ها تشخیص دهید!) تشخیص دهد.

طی مطالعات جدیدتر، محققان قصد دارند، تالاموس AV را عمیق تر مورد آنالیز قرار دهند و نقش آن در حافظه کاری ـ فضایی را بیشتر کندوکاو نمایند. برای انجام این کار، آن ها به موش های آزمایشگاهی حرکت در یک راستاِ ساده به شکل T را آموزش دادند. سپس محققان یکی از بازوهای راستا T شکل (در زمان رسیدن به دو راهی) را بستند و موش ها را مجبور به حرکت در راستا کردند.

پس از این مرحله دوباره موش ها را در ماز T شکل قرار دادند با این تفاوت که این بار هر دو بازوی T شکل باز بود. در این بخش اگر موش راستا مخالفِ مرحله اول را انتخاب می کرد، پاداش می گرفت. این مساله به این معنی است که برای تصمیم گیری صحیح، موش احتیاج به، به خاطر آوردن راستاِ عبوری اولش دارد.

هنگامی که موش ها در حال گذر از راستا، طی روندهای مختلفی بودند، محققان فعالیت نورون های تالاموس AV یا AD را در هر سه حالت مهار کردند. درواقع فرآیند مهارسازی و سرکوبِ نورون ها در سه فازِ، حرکت با وجود بن بست اجباری، مرحله تصمیم گیری (ایستادن موش در سَر دو راهی و یادآوری اطلاعات) و انتخاب (موش تصمیم خود را می گیرد و به سمت یکی از بازوها می چرخد.) اعمال شده است.

جالب است بدانید که مهارسازی نورون های AV در طول فازهای اول و سوم (انتخاب) هیچ تاثیری بر عملکرد موش ها نداشت، اما زمانی که فعالیت نورون ها را در فاز دوم (تصمیم گیری) که 10 ثانیه یا بیشتر طول کشید، سرکوب کردند، موش ها عملکرد بدتری را رقم می زدند و از پاداش بی بهره می شدند. به این ترتیب می توان نتیجه گرفت که نورون های تالاموس AV برای نگهداری از اطلاعات در زمان تصمیم گیری بسیار مهم هستند.

در عین حال، مهار نورون های AD عملکرد موش ها را در فاز اول مختل کرد اما در فاز دوم (تصمیم گیری) تأثیر کمی داشت. این یافته ها همراه با مطالعات قبلی این تیم تحقیقاتی نشان می دهد که نورون های AD در شکل گیری خاطرات از فضای فیزیکی نقش دارند.

به طور کلی، تالاموس قدامی را می توان بخشی برای یادگیری فضایی دانست؛ درواقع به نظر می رسد که ما با دو بخش در تالاموس قدامی روبه رو هستیم که یکی به یادگیری زمینه ای و دیگری به نگهداری آن اطلاعات یاری می نماید.

نقش سِن بر عملکرد تالاموس قدامی

در ادامه این تحقیقات، دانشمندان نقش سِن بر عملکرد تالاموس قدامی را با استفاده از موش های مسن تر (14 ماهه) آنالیز کردند. جالب است بدانید که موش های مسن در آزمایش ماز T شکل، بدتر عمل کردند و نورون های AV آن ها تحریک پذیر کمتری داشت. با این حال، زمانی که محققان به طور دستی این نورون ها را تحریک کردند، عملکرد موش های مسن در این کار به طور چشمگیری بهبود یافت.

از جمله دیگر روش ها برای بهبود عملکرد موش های مسن در راستا T شکل، تحریک کورتکس پیشانی است، اما ضروری است بدانید که تحریک این بخش مغز مقدار اضطراب را در موش ها افزایش می دهد. درواقع اگر مستقیماً نورون های بخش میانی کورتکس پیشانی را فعال یا تحریک کنیم، رفتارهای مرتبط با اضطراب را هم برانگیخته می کنیم؛ این در حالی است که با برانگیختگی نورون های AV شاهد چنین اتفاقی نخواهیم بود.

در خاتمه برای کسب اطلاعات و جزئیات بیشتر می توانید به خود مقاله Anterior thalamic circuits crucial for working memory مراجعه نمایید.

منبع: ScienceDaily