ریتم حافظه

هر چه اطلاعات بیشتری درباره‌ی سلولهای عصبی بدست می‌آوریم، این باور که تعامل میان آنها بصورت خودبخودی و نامنظم است، کم رنگ‌تر می‌شود. هماهنگی که در پردازش اجزای حافظه دخیل است، توسط پروفسور مارلن بارتوش و تیمش آشکار شده‌است. در مطالعه‌ای که در Nature Communications منتشر شد، دکتر بارتوش، نقش مدارهای مهاری را در تشکیل امواج مغزی با فرکانس بالا در هیپوکامپ، بصورت برجسته‌ای نشان می‌دهد. این مطالعه کمک می‌کند تا نشان دهیم که چگونه مغز، به پردازش اطلاعات مرتبط با حافظه می‌پردازد.

بارتوش اذعان دارد: “محققان به مدت زیادی بر این باور بودند که فرکانسهای بالای 30 هرتز در همکاری همزمان شبکه‌های سلولی مختلفی در مغز، مشارکت دارند. همچنین مشخص شده‌است که فعالیت در این بازه‌ی فرکانس، بطور قابل توجهی در بیماران مبتلا به آلزایمر کاهش می‌یابد.”

ولی چگونه این سیگنالها، که تحت عنوان امواج گاما شناخته می‌شوند، بصورت همزمان در نقاط بسیاری پدیدار می‌شوند؟ و این رخداد می‌تواند چه معنی در حافظه انسان داشته باشد؟

همانند متخصصان در زمینه‌ی ارتباطات سیناپسی، بارتوش و تیمش بطور جدی بر روی ارتباطات میان سلولهای تحت عنوان نورون‌های رابط (interneurons) در هیپوکامپ موش، مطالعه کردند. یک نورون رایط، که در میان دو یا چند نورون دیگر واقع شده‌است، نوعی سلول با برآمدگی‌های کوتاه مخصوص است؛ این برآمدگی‌ها قادرند سلولهای مجاور را بطور سریع و کارآمدی با ارسال پیام‌های مهاری، از فعالیت باز دارند.

بارتوش شرح می‌دهد: “همانند گروه‌های آلات موسیقی در یک ارکستر، مدارهای کوچکی (در مغز) هستند که نورونهای رابط مهاری نقش مهمی در آنها ایفا می‌کنند. شما می‌توانید نقش آنها را به مانند نقش رهبر گروه ارکستر تصور کنید؛ کسی که شیپورها را بمنظور کسب انرژی کافی برای نوبت بعدی، در زمانهایی از اجرا وادار به سکوت می‌کند.”

مهمترین مشاهده‌ی این مطالعه این بود که زمانیکه نورونهای رابط از حالت استراحت برانگیخته می‌شوند، سلولهای اطراف، اطلاعات مشخصی را پذیرا هستند. سپس آنها بمنظور ایجاد یک پتانسیل عمل مشترک، تحریک می‌شوند، بهمین خاطر یک سیگنال می‌تواند به نورونهای دیگر مخابره شود. این امر نیز به نوبه‌ی خود می‌تواند بصورت الکتروفیزیولوژیک تحت عنوان تخلیه امواج گاما اندازه گیری شود.

بارتوش می‌گوید: “جنبه جالب این پدیده این است که میکرو مدارها با یکدیگر تداخلی ندارند، ولی می‌توانند اطلاعات متفاوتی را بصورت موازی ذخیره کنند؛ مانند صفات و رنگ یک شی. این باعث پردازش همزمان و موازی و ذخیره اطلاعات می‌شود. ما بر این باوریم که بدین صورت آثار اولیه‌ی حافظه (در مغز) ثبت می‌شود.”

با این حال، بمنظور رهگیری اینکه چه چیز حافظه را می‌سازد، مطالعات پایه‌ای بسیاری مورد نیاز است. بارتوش و تیمش با سرعت تمام در حال کار بر روی یافته‌های خود هستند تا آنها را در درمان بیماری‌های زوال عصبی طی سالیان آینده بکار برند.


مقاله مرتبط: مطالعه جدید حافظه از طریق اپتوژنتیک

مقاله مرتبط: نوروبیولوژی: اساس شیمیایی حافظه