مغز مانند یک GPS شخصیسازی شده عمل میکند. او میتواند بدون آگاهی شما، بداند در چه مکان و چه زمانی قرار دارید.
دکتر Daniel Dombeck از دانشگاه Northwestern به همراه تیم تحقیقاتی خود، برای رمز گشایی از این معما روشی جدید ابداع نمودهاند. دستگاه مورد استفاده در این روش از سیستم واقعیت مجازی الهام گرفته شده است. آنها موشی را بر روی تردمیل توپمانندی قرار دادند. این تردمیل به سمت زمینهای از واقعیت مجازی یا مارپیچ برای حرکت موش تجهیز شده و با استفاده از آب به عنوان پاداش، موش را در جهت گذر از میدان مجازی، در طول کمی بیش از یک هفته تعلیم دادند و برای ضبط اطلاعاتِ فعالیتِ مغزِ موش به هنگام عبور از مسیرهای مجازی، از میکروسکوپ ویژهای استفاده کردند. به وسیلهی این میکروسکوپ آنان قادر به مشاهدهی تک تک سلولهای هیپوکامپ شدند (یک نوع ساختار عمقی مغز، که به عنوان موقعیتیاب فضایی عمل میکند).
میکروسکوپ و دستگاه استفاده شده توسط تیم تحقیقاتی
در مطالعهی پیشین، سلولهای موقعیتی هیپوکامپ مشخص شده بودند (سلولهای ویژهای که اطلاعاتِ محیطِ حاضرِ اطراف فرد را رمز میکنند). مثالهای محیطی رمز شده توسط سلولهای موقعیتی، Place field نامیده میشود. Dombeck و همکارش Mark Sheffiield، در طریق به رمز در آوردن محیط جدید توسط هیپوکامپ کنجکاو شدند و پس از آموزش موش برای حرکت در یک نوع موقعیت مجازی، مسیر مجازی را عوض کرده و در نتیجه، موش را در محیطی جدید برای حرکت قرار دادند. آنها دریافتند سلولهای موقعیتی جدید به هنگام شکلگیری در ابتدا از شبکهی عصبی موجود در هیپوکامپ کمک گرفته و سپس عادت کردن و تقویت این تمثالها آموخته میشود.
هیپوکامپ ساختاری کلیدی در شکلگیری حافظه بوده و حاوی سلولهای آگاهی دهنده ازز موقعیت مکانی فرد است.
پس از آشنایی با سیستم پیچیده ارائه دهنده این نوع از اطلاعات فضایی، آنان زمان را به بحث گذاشتند. Jim Heys، یکی از همکاران Dombeck، نوعی واقعیت مجازی جدیدی را برای موشهای آزمایشگاه طراحی کرد. برای آنکه موش بفهمد لازم است بر مفهومِ درونیِ گذشت زمان اتکا کند، لازم بود تا تعلیم داده شود. بدین منظور در طولِ مسیرِ موش، درهای نامرئی تعبیه شد، در این حالت اگر او ۶ ثانیه پیش از گذر از در، صبر میکرد به او آب به عنوان پاداش داده میشد. پس از گذشت حدود ۳ ماه برای آموزش موش، Heys موفق به جمعآوری اطلاعات نحوهی رمزگذاری گذشت زمان در مغز شد. او فهمید، سلولهای هیپوکامپ پس از گذشت مدت زمان خاصی فعال میشوند؛ یک سلول پس از گذشت ۱ ثانیه، دیگری پس از ۲ ثانیه و … فعالیت خود را آغاز میکنند. تا وقتی زمان ۶ ثانیهای لازم برای صبر کردن به پایان برسد، سپس موش میفهمد ادامه دادن مسیر امن خواهدبود.
مقالات مرتبط:
زمانی که سلولهای فعال در هر آزمایش را بررسی کردند، به این نتیجه رسیدند که سلولهای رمزکنندهی اطلاعات زمان با سلولهای رمزکنندهی اطلاعات فضایی متفاوت هستند. به بیان دیگر، سلولهای مسئول اطلاعات اینکه کجا هستیم، با سلولهای مسئول اینکه در چه زمانی هستیم متفاوت میباشند. اما همهی این سلولها، با عملکرد گروهی موجب تشکیل این GPS درونیِ مشترک با حیوانات، همچون موشها میشوند.