هزارتوی مجازی راه کشف رمز ثبت حافظه

موش در حال دویدون روبروی هزارتوی مجازی
Image caption همزمان با اینکه موش در فضای مجازی پیش رویش به دنبال راه فرار می گردد، دانشمندان رفتار مغز حیوان را ثبت می کنند

دانشمندان با دواندن یک موش در یک هزارتوی مجازی توانسته اند اطلاعاتی از سلول های مغز و اعصاب به دست آورند.

محققین در مقاله‌ای درتازه‌ترین شماره نشریه علمی نیچر شرح داده اند که چطور توانستند اطلاعاتی را از سلول هایی در مرکز حافظه در مغز موش به دست آورند.

این سلول ها با الگویی هماهنگ فعال می شود که این می تواند به موقعیت مکانی موش مربوط باشد.

دانشمندان امیدوارند روشی که برای این پژوهش به کار برده اند به آنها کمک کند تا بفهمند چطور فعالیت سلولی منجر به ثبت خاطرات تازه می شود و این فعالیت سلولی چطور بر رفتار انسان تاثیر می گذارد.

در سیستم مجازی که این دانشمندان طراحی کرده‌اند، موش قادر است تا در حالیکه سرش تقریباً ثابت نگه داشته شده است، بر روی یک گوی به هر طرف که می خواهد بدود. این روش به دانشمندان اجازه می دهد تا به طور ممتد رفتار یک سلول را در مغز موش بررسی کنند.

دیوید تنک، رهبری گروهی را بر عهده دارد که که در دانشگاه پرینستون در نیوجرسی در کشور آمریکا در حال انجام این تحقیق هستند.

سلول‌هایی که آنها بر روی آن کار می‌کنند "سلول های مکان یاب" نامیده شده است.

در قسمت هیپوکامپ مغز انسان سلول هایی وجود دارد که وظیفه اصلی آن ثبت حافظه است.

سلول های مکان یاب هربار که موش در موقعیت خاص مکانی قرار می‌گیرد حساس می شوند، به همین دلیل دانشمندان امیدوارند تا با بررسی این سلول ها راز ثبت حافظه، یادگرفرتن و جهت یابی را کشف کنند.

پیش از این دانشمندان برای بررسی این سلول ها از الکترود های سلولی (سیم های باریکی که بیرون از سلول قرار می گرفتند) استفاده می کردند.

پروفسور تنک درباره این روش می گوید: " این روش به شما درباره فعالیت سلول اطلاعات می دهد اما درباره اینکه چطور سلول این فعالیت را انجام می دهد اطلاعاتی با این روش به دست نمی آید."

او و همکارانش از تکنیکی استفاده می کنند که به آنها اجازه می دهد روییک سلول تمرکز کنند و رفتار همان سلول را ثبت کنند.

غوطه ور شدن در فضا

همزمان با اینکه موش در فضای مجازی پیش رویش به دنبال راه فرار می گردد، دانشمندان رفتار مغز حیوان را ثبت می کنند.

در حقیقت موش در جایی ثابت ایستاده و بر روی توپی در حال دویدن است که در هوا قرار دارد . موش به تصاویر هزارتو که برایش پخش می شود نگاه می کند و تلاش می‌کند تا راه خود را در این هزاتوی مجازی پیدا کند.

پروفسور تنک می گوید: " این گوی مثل همه چرخ های بازی که موش ها دارند بسیار راحت است و حیوان می تواند به راحتی روی آن بدود و راه برود."

موش با دویدن روی این توپ تلاش می کند تا راه خود را در هزارتوی مجازی که بر پرده ای روبرویش در قرار دارد پیدا کند.

با نجات پیدا کردن از هر هزارتو به موش جایزه ای داده می شود.

" موش بعد از رسیدن به ته یک هزار تو جایزه می گیرد. اگر حیوان بخواهد جایزه ای دیگری بگیرد باید راه خود را کج کند و دوباره به سر دیگر هزار تو برود."

نکته ای که در این آزمایش بسیار مهم است این است که موش بتواند آزادانه به هر جهتی که می خواهد حرکت کند. تنها دراین حالت است که سلول های مغز او در نقاط خاصی در راهروهای هزارتو فعال می شود.

این نقاط خاص " منطقه مکانی" نامیده شده اند.

پرفسور تنک می گوید: "این فعال شدن سلول ها با الگوی هماهنگی انجام می شود."

تحقیق این گروه نشان می دهد که این هماهنگی در فعال شدن سلول ها هنگام حرکت موش در مناطق مکانی " به صورت سیستماتیک " تغییر می کند.

پروفسور تنک در ادامه توضیح می دهد: " با نگاه به زمان این تغییر شما می توانید بدانید که موش در کجای هزارتو قرار دارد."

این ثبت زمان می تواند به نوعی روش ثبت زمان بر اساس کد تعبیر شود که می شود آنرا به حافظه تبدیل کرد.

پروفسور تنک می گوید هنوز بین دانشمندان درباره اینکه این " منطقه مکانی" چیست بحث در جریان است.

" آیا سلول های مکانی بخش پایه ای از مغز است که در آن مکان یابی می شود؟ یا اینکه آنها وظیفه ای کلی تر مثل توانایی برای یادآوری سلسله ای از موقعیت ها را بر عهده دارند؟"

پروفسور تنک معتقد است نکته ای که درباره استفاده از صفحه مجازی قابل توجه است این است که شما می توانید تغییراتی در این فضاایجاد کنید که در دنیای واقعی امکان آن وجود ندارد. او می گوید: " مثلاً شما می توانید همزمان با حرکت موش در هزار تو مسیر آنرا تغییر دهید تا ببینید سلول‌ها چطور به این موضوع واکنش نشان می دهند."

دکتر روساموند لنگستون، متخصص عصب شناس از دانشگاه علوم و تکنولوژی نروژ در ترودنهایم این پژوهش را یک "دستاورد عظیم تکنولوژیکی" ارزیابی می کند.

دکتر لنگستون که کارش کشف راز یادگیری و حافظه انسان است در این تحقیق دخالتی ندارد.

او معتقد است: " این یک جهش بزرگ به جلو در عصب شناسی، چه در روش بررسی سیستمی آن و چه در سطح مطالعات سلولی است"

مطالب مرتبط