بیگ بنگ: تحقیقات نشان میدهد خواب که حدود یک سوم از زندگی ما را در برمی گیرد، برای یادگیری و تشکیل حافظهٔ بلند مدت بسیار مهم است. اما اینکه دقیقاً چگونه این حافظه تشکیل شده، به خوبی درک نشده و با وجود تحقیقات زیاد، پرسش اصلی تحقیق در علوم اعصاب باقی مانده است. حال دانشمندان علوم اعصاب در دانشگاه کالیفرنیا – ریورساید در مجلهٔ علوم اعصاب گزارش دادند که ممکن است به این سوأل، پاسخ بدهند.
به گزارش بیگ بنگ، برای نخستین بار مطالعهٔ آنها توضیح مکانیکی برای چگونگی خواب عمیق(خواب موج آرام نیز نامیده می شود) ارائه می دهد که ممکن است به حافظه ثبات بخشد. در هنگام خواب، مغز انسان و حیوان در درجهٔ اول از ورودی های حسی، مستقل استفاده می کند. با این وجود، مغز بسیار فعال باقی می ماند و فعالیت الکتریکی در قالب امواج تیز موج در هیپوکامپ (منطقه کوچکی از مغز است که بخشی از سامانهٔ عصبی احساسی را شکل می دهد) و دامنهٔ بزرگ نوسانات آهسته در کورتکس(لایهٔ بیرونی مغز) نشان می دهد که منعکس کننده تغییر متناوب حالت های فعال و خاموش ِ نورونهای کورتیکال در طول خواب عمیق است. در این حالت اثری از حافظهٔ اپیزودیک در طول بیداری به دست آمده و حافظهٔ اولیهٔ ذخیره شده در هیپوکامپ به تدریج به کورتکس، یعنی در حافظهٔ بلند مدت در طول خواب، منتقل می شود.
با استفاده از یک مدل محاسباتی، محققان دانشگاه ریورساید ارتباطی بین فعالیت الکتریکی مغز در طول خواب عمیق و اتصالات سیناپسی بین نورونها ارائه دادند. آنها نشان دادند که الگوهای نوسانات آهسته در کورتکس، توسط امواج تیز هیپوکامپ تحت تأثیر قرار می گیرد و طبق این الگوی نوسانات آهسته، تغییرات سیناپسی در کورتکس را تعیین می کند. (به طور عمده محققان بر این باور بودند که تغییر در قدرت سیناپسی مبنای یادگیری و ذخیره سازی حافظه در مغز است). این مدل نشان می دهد که تغییرات سیناپسی، به نوبهٔ خود، بر الگوهای نوسانات آهسته تأثیر می گذارد که نوعی تقویت و بازپخش توالی تحریک خاص نورونهای کورتیکال–نشان دهنده باز پخشی از حافظه خاص- را در بردارد.
محقق فوق دکترا و نویسندهٔ اول مقالهٔ تحقیقاتی “اینا وی” می گوید: «این الگوی نوسانات آهسته، حتی بدون ورودی بیشتر از هیپوکامپ باقی می مانند.» «ما این نتایج را به صورت یک توضیح مکانیکی برای تحکیم خاطرات خاص در طول خوابِ عمیق تفسیر کردیم، به موجب آن آثار حافظه در کورتکس تشکیل می شود و مستقل از هیپوکامپ است.» وی توضیح داد که با توجه به مدل بیولوژیک شبکهٔ واقعی که محققان استفاده کردند، ورودی هیپوکامپ در طول خواب عمیق به کورتکس می رسد و بر چگونگی آغاز نوسانات آهسته و پخش در شبکه های کورتیکال تأثیر می گذارد.
این دانشمند ادامه داد: «ورودی هیپوکامپ -امواج تیز- الگوی زمانی و مکانی این نوسانات آهسته را تعیین می کند. با تأثیر ماهیت این نوسانات، این ورودی هیپوکامپ، خاطرات انتخابی را در طول خواب عمیق فعال می کند و باعث بازپخشِ خاطرات خاص می گردد. در چنین بازپخش حافظه ای، سیناپس های مربوطه برای ذخیره سازی طولانی مدت در کورتکس تقویت می شوند. این نتایج نشان از اهمیت رخدادهای امواج تیز هیپوکامپ در انتقال اطلاعاتِ حافظه، به کورتکس می دهد.»
خواب طبیعی، که در طی آن فعالیت مغزی بالاست، از خواب با حرکت آهسته چشم(NREM) و خواب با حرکت سریع چشم(REM) تشکیل شده است. خواب NREM و REM در هر یک از ۴ تا ۵ چرخه در طول یک دوره هشت ساعتهٔ خواب تغییر می کند. هر چرخه شاملِ خواب NREM به دنبال خواب REM، است و تقریباً ۹۰ تا ۱۱۰ دقیقه طول می کشد. خواب NREM دارای سه مرحله بوده و مرحلهٔ ۳ آن، خواب عمیق است. خواب عمیق، که حداقل ۲۰ درصد از زمان کل خواب یک فرد را در بر می گیرد، عمدتاً در ثلث اول شب رخ می دهد.
“اینا وی” گفت: « در مدل ما، حتی ورودی ضعیف و موضعی از هیپوکامپ، الگوی فضایی و زمانی نوسانات آهسته را تحت تأثیر قرار می دهد و به تغییر مداوم اثر بخشی سیناپسی بین نورونها منجر می شود. علاوه بر این، مدل ما پیش بینی می کند که به صورت تجربی می تواند مورد آزمایش قرار بگیرد، که در برگیرندهٔ تداخلات خاص به سرکوب و یا تقویتِ فرایندهای تثبیتِ حافظه، است.» جزئیات بیشتر این مطالعه در مجلهٔ علوم اعصاب منتشر شده است.
ترجمه: سپیده محمدزاده / سایت علمی بیگ بنگ
منبع: medicalxpress.com