کشف جدید درباره فرایند یادگیری مغز

دانشمندانی که در حال تحقیق درباره فرآیند یادگیری در موش‌ها هستند، به شکلی ناخواسته با نورون‌های زامبی در مغز روبه‌رو شده‌اند؛ سلول‌هایی که از نظر عملکردی زنده‌اند و به طور طبیعی می‌توانند تعامل را متوقف کنند.

تیمی تحقیقاتی در پرتغال که درباره فرآیند یادگیری در موش‌ها مطالعه می‌کردند، به صورت ناخواسته در مغز به نورون‌های زامبی برخورده‌اند؛ سلول‌هایی که از نظر عملکرد زنده‌اند و به شکل طبیعی می‌توانند روند تعامل را متوقف کنند. این گام تازه‌ای در مسیر تحقیق درباره فرآیند یادگیری در مغز است.

آن‌ها در بخشی از تحقیقات‌شان نکات مهمی را درباره نحوه یادگیری بخشی از مغز به نام مخچه از محیط اطراف را کشف کرده‌اند.

نحوه عملکرد مخچه

مخچه اطلاعات حسی مربوط به حرکات را پردازش می‌کند. این به ما کمک می‌کند تا بتوانیم در یک خیابان شلوغ راه برویم یا بدون آنکه نوشیدنی را بریزیم، آن را برداریم و درعین حال در یادگیری هم نقش پررنگی را ایفا می‌کند: یعنی اگر به چیزی برخورد کردیم، یاد می‌گیریم که چطور حرکت‌مان را مدیریت کنیم تا دفعه بعد به آن برخورد نکنیم. این دقیقا نحوه یادگیری موضوع این مطالعه جدید است.

محققان با استفاده از اپتوژنتیک (تکنیک‌های تصویر برداری مدرن) به بررسی جایی که سلول‌ها توسط نور دستکاری می‌شوند پرداخته و با بررسی وظایف یادگیری در موش‌ها، توانستند نقش کلیدی برخی از ورودی‌های مخچه به نام فیبر‌های صعودی را نشان دهند.

تاتیانا سیلوا، عصب‌شناس از مرکز Champalimaud گفته: «بعد از آنکه به صورت مداوم به تحریک فیبر‌های صعودی در طول یک نشانه بصری پرداختیم، موش‌ها یاد گرفتند که در واکنش به این حرکت، پلک بزنند، حتی در زمانی که از این تحریک خبری نیست. این ثابت می‌کند که این فیبر‌ها برای هدایت این نوع یادگیری تداعی، کافی هستند.»

مدت‌ها تصور می‌شد که این فیبر‌های صعودی به نحوی در یادگیری نقش دارند و حالا شواهد بیشتری ارائه شده که می‌تواند سردرگمی‌ها و ابهامات درباره نقش آن‌ها را روشن کند. سایر انواع سلول‌های مغزی که به همین شیوه دستکاری شده بودند، تاثیر یکسانی بر توانایی موش‌ها دریادگیری نشان ندادند.

تاثیر نورون‌های زامبی

پس از آن بود که محققان متوجه تاثیر نورون زامبی شدند. معرفی پروتئینی حساس به نور به نام Channelrhodopsin-۲ (ChR ۲) به عنوان بخشی از پروژه دستکاری اپتوژنتیک، اساسا سلول‌های فیبر صعودی را تبدیل به زامبی کرده بود.

یعنی می‌توان گفت که این سلول‌ها زنده و فعال بودند و مانند نورون‌ها رفتار می‌کردند، ولی آن پیغام‌ها منتقل نمی‌شد. یعنی آن‌ها به نحوی از دیگر مدار‌های عصبی جدا شده و بدین ترتیب از توانایی یادگیری موش‌ها جلوگیری می‌کردند.

مگان کری، عصب‌شناس از مرکز Champalimaud در این باره گفته: «مشخص شد که وارد کردن ChR ۲ به فیبر‌های صعودی، باعث تغییر خواص طبیعی آن‌ها شده و مانع از آن می‌شود که به محرک‌های حسی استاندارد پاسخ مناسبی بدهند. همین موضوع به نوبه خود، توانایی حیوان برای یادگیری را کامل مسدود می‌کند.»

حالا ما ایده دقیق‌تری از نحوه عملکرد یادگیری مخچه پیش رو داریم و با توجه به شباهت‌های زیاد مغز انسان با مغز موش، منطقی است که فرض کنیم که فرآیند مشابهی در مغز انسان نیز در جریان است.

مطالعه درباره مغز و نحوه یادگیری‌اش، سوژه جذابی برای محققان است. زمانی که به نحوه سازگاری و تغییرات در گذر زمان توجه کنید، این مطالعات جذاب‌تر هم می‌شوند و البته کسب اطلاعات بیشتر درباره مغز به انسان کمک می‌کند تا بهتر از مغزش محافظت کند.

کری ادامه داد: «این نتایج قانع‌کننده‌ترین شواهدی است که تا به امروز به دست آمده و نشان می‌دهد که سیگنال‌های فیبر‌های صعودی برای یادگیری مخچه نقشی ضروری را ایفا می‌کنند. گام بعدی ما شامل درک این موضوع است که چطور ChR ۲ منجر به زامبی‌سازی نورون‌ها می‌شود. در عین حال باید مشخص کنیم که آیا یافته‌های ما برای سایر اشکال یادگیری مخچه نیز قابل تعمیم است یا خیر.»