عقیده بر این است سلولهای مکان در هیپوکامپ، قسمتی از “سیستم GPS” داخلی هستند که موقعیت ما را در فضا پیگیری می‌کند.
حافظه بلند مدت مکانهای به خصوص، در مغز و در سلولهایی با همان نام ذخیره می‌شود. اکنون تیمی از دانشمندان علوم اعصاب تحت رهبری دکتر آندره بورگالوسی از مرکز یکپارچه علوم اعصاب (CIN) دانشگاه Tubingen’s Werner Richardt، این سلولهای مکان را توسط ارسال ایمپالسهای الکتریکی مستقیم به نورونهای منفرد در موشهایی که می‌توانند به آزادی گردش کردند، باز برنامه ریزی کرده اند. پس از تحریک، این سلولها به طوری باز برنامه ریزی شدند که فعالیت مرتبط با مکان آنها، در محلی که تحریک اعمال شد، تغییر یافت. این مطالعه در نشریه‌ی Cell Reports منتشر شده است.
ما اتفاقی را که دیروز یا سال پیش برای ما رخ داد، چگونه به یاد داریم؟ ما چگونه افرادی را که ملاقات کرده‌ایم یا مکانهایی را که در آنها بوده‌ایم شناسایی می‌کنیم؟ حس گذشته‌ی ما، که همیشه با شناخت ما از آنچه که اکنون حاضر است همراه بوده، احتمالا مهمترین عنصر سازنده‌ی هویت ماست. علاوه بر این، از دیر نرسیدن به محل کار بدلیل اینکه نمی‌توانستیم دفتر کار خود را به یاد بیاوریم تا شناخت اینکه دوستان و اعضای خانواده ما چه کسانی هستند، همگی نشان می‌دهد که حافظه بلندمدت چیزی است که ما را در زندگی روزانه خود، عملکردی نگه می‌دارد.
بهمین دلیل شگفت انگیز نیست که مغز ما به تعدادی تمثالهای بسیار پایدار برای شکل گیری حافظه‌های بلند مدت نیاز دارد. یک نمونه، حافظه‌هایی از مکانهایی است که دیده‌ایم. در هر مکان جدید، مغز ما زیر مجموعه‌ای از نورونها را تحت عنوان “سلولهای مکان” در هیپوکامپ تطابق می‌دهد (هیپوکامپ، قسمت مرکزی مغز است که برای تشکیل حافظه، ضروری است). باور بر این است که خاطره محیط، با ترکیب بخصوصی از فعالیت سلولهای مکان در هیپوکامپ ذخیره می‌شود: نقشه‌ی مکان. نقشه‌های مکان تا زمانیکه در محیط مشابه قرار داریم، پایدار باقی می‌مانند، ولی با سازماندهی مجدد الگوهای فعالیت آنها در مکانهای مختلف، نقشه مکان جدید برای هر محیط شکل می‌گیرد.
تا بحال، مکانیسمهایی که در این سازماندهی مجدد فعالیت سلولهای مکان دخیل هستند، شناسایی نشده‌اند. در سال ۲۰۱۶، محققان Tubingen با رهبری دکتر آندره بورگالوسی نشان دادند که سلولهای غیرفعال و خاموش می‌توانند با تحریک الکتریکی فعال شوند و به سلولهای مکان فعال در مغز موش تبدیل گردند. بر اساس این مطالعه، تیم، بررسی نحوه تشکیل سلولهای مکان را ادامه داده‌است و اکنون شواهدی ارائه گردیده که سلولهای مکان به اندازه‌ای که تصور می‌شد، پایدار نیستند: آنها، در حقیقت، می‌توانند باز برنامه ریزی شوند.
این رویکرد، که در دنیا بی‌همتا است، از ثبت جنب سلولی و تحریک (روشی که در آن یک الکترود در اندازه مو، جریانهای کوچک را در طول سلولهای مکان منفرد ایجاد و ثبت می‌کند) در حیوانات زنده که آزادانه در محیط آزمایشگاه گردش می‌کنند، استفاده می‌کند. با این رویکرد، محققان سلولهای مکان منفرد را در مغز موش، هدف قرار داده و آنها را در مکانی متفاوت از مکانی که در آن بصورت طبیعی فعال شده بودند، تحریک کردند. در تعداد قابل توجهی از موارد، آنها دریافتند که فعالیت سلولهای مکان می‌تواند باز برنامه ریزی شود: سلولها، فعالیت در محل اولیه را متوقف کرده و در مکانی که تحریک الکتریکی صورت گرفته بود، فعال شدند. به بیان دیگر، سلولهای مکان باز برنامه ریزی شده، از حالا، در مکان تحریک، فعال خواهند شد ولی در مکان پیشین، خاموش باقی خواهند ماند.
آندره بورگالوسی گفت: “ما این نظریه را که سلولهای مکان، ساختارهای پایدار (و غیر قابل تغییر) هستند، مورد چالش قرار دادیم. حتی در محیط یکسان، ما می‌توانیم نورونهای منفرد را با تحریک در مکانهای مخصوصی، باز برنامه ریزی کنیم. این یافته، بینشی به مکانیسمهای پایه‌ای که به تشکیل خاطره‌ها و حافظه‌های جدید منجر می‌شود، فراهم می‌آورد.” دانشمندان بر این امیدند که در آینده نزدیک، قادر به باز برنامه ریزی همزمان نورونهای متعددی باشند، تا انعطاف نقشه‌های مکان را بصورت کلی بسنجند. “تاکنون ما نورونهای منفرد را باز برنامه ریزی کرده‌ایم، و این جذاب خواهد بود که تاثیر این کار را در نقشه‌های مکان بصورت کلی بیابیم. ما بسیار علاقه مندیم تا بدانیم حداقل تعداد سلولهایی که برای تغییر یک حافظه مشخص باید باز برنامه ریزی کنیم، چه تعداد است”.
مقاله مرتبط: ریتم حافظه
