فعال‌سازی دوباره مدار حافظه ، واکنش پناه جویی را در مغز تحریک می‌کند : کشف جدیدی در علوم اعصاب
فعال‌سازی دوباره مدار حافظه ، واکنش پناه جویی را در مغز تحریک می‌کند : کشف جدیدی در علوم اعصاب
عصب‌شناسان دانشگاه جانز هاپکینز با استفاده از یک سیستم تصویربرداری پیچیده موفق به فعال‌سازی مجدد یک مدار حافظه خاص در مغز موش‌ها شدند که باعث شد این حیوانات به دنبال پناهگاه بگردند، حتی زمانی که هیچ پناهگاهی وجود نداشت.
به گفته پژوهشگران، این مطالعه که در ۲۷ سپتامبر در مجله Nature Neuroscience منتشر شد، درک ما از نحوه ساختاردهی حافظه‌ها در مغز پستانداران را گسترش می‌دهد. این یافته‌ها ممکن است روزی به توسعه روش‌هایی برای کند کردن یا جلوگیری از زوال حافظه ناشی از آلزایمر و سایر بیماری‌های نورودژنراتیو منجر شوند.
به طور خاص، تیم تحقیقاتی دریافتند که با تحریک نورون‌ها در دو ناحیه از مغز موش‌ها – هسته آکومبنس (مرکز لذت مغز که مسئول رفتارهای وابسته به دوپامین است) و ناحیه خاکستری پشتی (dPAG) که در رفتارهای دفاعی نقش دارد – می‌توانند یک «حافظه فضایی» را فعال کرده و باعث شوند موش‌ها به دنبال پناهگاه بگردند.
دکتر هیونگبائه کوون، دانشیار عصب‌شناسی دانشگاه جانز هاپکینز و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: “وقتی ما این مدارهای حافظه را به‌صورت مصنوعی در مغز فعال می‌کنیم، باعث می‌شود موش همان کاری را انجام دهد که به‌طور طبیعی انجام می‌داد، حتی بدون وجود محرک‌های ترس که آن‌ها را به پناه‌جویی وادار می‌کرد.”
دانشمندان در این پژوهش قصد داشتند نواحی مغزی مسئول جهت‌یابی و مسیریابی را که یکی از عملکردهای شناختی سطح بالا در پستانداران (از جمله انسان‌ها) است، شناسایی کنند. این آزمایش‌ها که به بررسی قابلیت بازپخش تصادفی این عملکردهای شناختی مغزی می‌پردازند، می‌توانند درک بهتری از رفتار، ادراک و احساس محیطی در دیگر پستانداران به دست دهند.
در این آزمایش‌ها، پژوهشگران ابتدا به موش‌های آزمایشگاهی اجازه دادند تا در محیطی که دارای پناهگاه در گوشه آن بود، به کاوش بپردازند. تیم تحقیقاتی یک سری نشانه‌های بصری مانند مثلث، دایره و خطوط با رنگ‌های مختلف در اطراف قرار دادند تا موش‌ها بتوانند براساس این نشانه‌ها محل پناهگاه را پیدا کنند. موش‌ها به مدت هفت دقیقه به این محیط عادت کردند و وارد و خارج از پناهگاه شدند.
سپس، پژوهشگران از یک سیگنال بصری یا شنیداری برای تحریک واداشتن آن‌ها به جستجوی پناهگاه استفاده کردند، که به نوبه خود منجر به تشکیل یک حافظه فضایی مرتبط با موقعیت آن‌ها و نشانه‌های بصری محیط شد.
برای علامت‌گذاری انتخابی نورون‌های مربوط به حافظه پناهگاه، پژوهشگران از یک سیستم سوئیچینگ بیان ژن فعال‌شونده با نور به نام Cal-light استفاده کردند که دکتر کوون در سال ۲۰۱۷ توسعه داد. پس از شناسایی این نورون‌ها در هسته آکومبنس، پژوهشگران با فعال کردن بیان ژن‌های مرتبط با آن‌ها، حافظه پناهگاه‌یابی را در موش‌ها فعال کردند، در حالی که نورون‌های ناحیه dPAG نیز فعال شدند.
در نتیجه، موش‌ها به سمتی از جعبه که قبلاً پناهگاه قرار داشت حرکت کردند، حتی در شرایطی که نه تهدید اولیه وجود داشت و نه پناهگاه.
برای رسیدن به این نقطه، پژوهشگران ابتدا نورون‌های هسته آکومبنس را به‌طور انتخابی فعال کردند و سپس نورون‌های dPAG را به‌طور جداگانه تحریک کردند تا ببینند که آیا فعال‌سازی نورون‌ها در تنها یکی از این مناطق باعث بروز این رفتار می‌شود یا خیر.
کوون می‌گوید: “به طور شگفت‌آوری، ما دریافتیم که فعال‌سازی نورون‌های هسته آکومبنس به تنهایی باعث نمی‌شود موش‌ها به دنبال پناهگاه بگردند. در حالی که فعال کردن نورون‌های dPAG باعث واکنش تصادفی در موش‌ها شد، اما آن‌ها را به‌طور خاص به جایی که قبلاً پناهگاه بود هدایت نکرد.”
سیستم Cal-light به پژوهشگران این امکان را داد تا عملکرد خاصی را در مغز به‌صورت انتخابی علامت‌گذاری کنند و به آن‌ها کمک کرد تا حافظه را در سطح سلولی نقشه‌برداری کنند.
کوون می‌گوید که در نهایت، این پژوهش می‌تواند مبنایی برای فعال‌سازی مجدد یا مهندسی مدارهای حافظه در افراد مبتلا به آلزایمر فراهم کند.
او می‌افزاید: “اگر ما ساختار کلان حافظه را درک کنیم، ممکن است بتوانیم استراتژی‌های مؤثرتری برای جلوگیری یا کند کردن بیماری‌های نورودژنراتیو با استفاده از این روش توسعه دهیم.”
پژوهشگران امیدوارند که با علامت‌گذاری و فعال‌سازی انتخابی نورون‌ها با عملکردهای مختلف در مناطق مختلف مغز که به رفتارهای خاص دیگر منجر می‌شوند، ساختار حافظه در سراسر مغز را بهتر درک کنند.
او می‌گوید: “درک چگونگی کارکرد همه این مدارهای حافظه با هم به ما کمک خواهد کرد تا عملکرد مغز را بهتر بشناسیم.”
از دیگر پژوهشگران شرکت‌کننده در این مطالعه می‌توان به کانگ هون جونگ، سارا کرسِل، سوییون یو، بنجامین برک، نیکلاس شاپاو، یونگجین چوی و سث بلک‌شاو از جانز هاپکینز؛ میونگ مو آن از مؤسسه علوم عصبی ماکس پلانک فلوریدا؛ و زیرونگ گو و رویی ام. کاستا از مؤسسه Zuckerman Mind Brain Behavior در دانشگاه کلمبیا و مؤسسه آلن اشاره کرد.
این کار تحقیقاتی توسط مؤسسه علوم عصبی ماکس پلانک فلوریدا، کمک‌هزینه ملی اتحاد برای تحقیقات در زمینه اسکیزوفرنی و افسردگی و همچنین کمک‌هزینه‌های مؤسسات ملی بهداشت (R01MH107460، 5U19NS104649، K99 NS119788، DK108230 و DP1MH119428) تأمین مالی شد.
دیدگاهتان را بنویسید