مغز ما چگونه خاطرات جدید را بدون حذف خاطرات قدیمی ذخیره می‌کند؟

وقتی بدن ما هر شب در هنگام خواب خاموش می‌شود، مغزمان همچنان مشغول کار است و هر چیزی را که در روز ثبت شده، بایگانی و با توجه به تجربیات گذشته، آن‌ها را درک می‌کند. اینکه چگونه خاطرات تازه بدون محو‌شدن در خاطرات قدیمی پردازش می‌شوند، هرگز روشن نبوده است و دانشمندان روش‌های مختلفی را برای جدا‌نگه‌داشتن خاطرات در هنگام خواب فرض کرده‌اند.

به‌گزارش ساینس آلرت، محققان دانشگاه کرنل در ایالات متحده، الکترودهای اسکن مغز و دوربین‌های کوچک ردیاب چشم را به موش‌ها بستند و آن‌ها را در حین یادگیری وظایف جدید در روز، مانند پیمایش در هزارتو و خوابیدن در طول شب، زیر نظر گرفتند. نکته‌ی جالب این است که موش‌ها می‌توانند با چشمان باز بخوابند.

یافته‌ها‌ی مطالعه به پاسخ به این سوال کمک می‌کند که چرا تثبیت خاطرات جدید، خاطرات قدیمی را پاک نمی‌کند. به عنوان مثال، یادگیری نواختن پیانو بدون فراموش‌کردن دوچرخه سواری. این نتایج تعادل پیچیده در ذخیره‌سازی حافظه را که تضمین‌کننده‌ی همزیستی خاطرات جدید و قدیمی هستند، برجسته می‌کند. با‌این‌حال، حتی اگر مغز ما شباهت‌های زیادی با مغز موش‌ها داشته باشد، تایید یافته‌ها در انسان به تحلیل‌های بیشتر نیاز دارد.

Nature

محققان در مقاله‌ی خود که در نشریه نیچر منتشر شده است، می‌نویسند: «نتایج ما نشان می‌دهد که مغز می‌تواند فرآیندهای شناختی متمایز را در طول خواب، چندبخشی کند تا یادگیری مداوم را بدون دخالت تسهیل کند.»

مطالعات قبلی ارتباط بین اندازه‌ی مردمک و وضعیت خواب و ارتباط بین حالت خواب و شکل‌گیری حافظه را شناسایی کرده‌اند؛ اما مطالعه‌ی جدید سطح کاملا جدیدی از جزئیات را به این ارتباطات اضافه می‌کند. پیش از این، بحث‌های زیادی در مورد اینکه چگونه مغز حافظه‌های جدید را در میان خاطرات قدیمی در طول خواب تطبیق می‌دهد، وجود داشت، به‌ویژه، اینکه چقدر این فرآیندها از هم جدا و عمدی هستند.

تیم تحقیقاتی همچنین دریافت که مسدودکردن امواج تیز موج‌دار (SWR) که بر ذخیره‌ی حافظه تأثیر می‌گذارد، در مراحل انقباض مردمک چشم در موش‌ها، توانایی آن‌ها را برای به‌خاطر‌سپردن خاطرات جدید محدود می‌کند.

آزاهارا اولیوا، عصب‌شناس از دانشگاه کرنل، توضیح می‌دهد که در طول خواب، مغز به‌طور متناوب بین پردازش یادگیری جدید و یادآوری دانش قدیمی در یک الگوی آهسته و نوسانی تغییر می‌کند. او بیان می‌کند که مغز در مقیاس زمانی متوسطی ​​عمل می‌کند که به جداسازی اطلاعات جدید از خاطرات موجود کمک می‌کند. این کشف پیامدهای مهمی دارد؛ مانند ایجاد راه‌های غیرتهاجمی برای نظارت بر عملکرد مغز که می‌تواند به درمان مشکلات حافظه یا تقویت حافظه کمک کند.

یافته‌ها‌ی مطالعه همچنین از فرضیه‌هایی حمایت می‌کنند که توضیح می‌دهند چگونه مغزهای ما و سیستم‌های کامپیوتری ممکن است اطلاعات قدیمی را در مقیاس قابل‌توجهی فراموش کنند. در حوزه‌ی هوش مصنوعی، این پدیده به عنوان فراموشی فاجعه‌بار شناخته می‌شود و یکی از زمینه‌هایی است که ماشین‌ها هنوز از پدیده‌های زیستی عقب‌تر هستند.

محققان می‌نویسند: «این یافته راه‌حلی بالقوه را برای مشکل دیرینه‌ی شبکه‌های عصبی بیولوژیکی و مصنوعی که شامل جلوگیری از تداخل فاجعه‌بار و در‌عین‌حال امکان‌پذیرساختن یکپارچگی حافظه است، ارائه می‌دهد.»