سرنخ های جدیدی برای آینده: روایت مغز از دنیای خواب!
در یک تازه‌ترین تحقیق انجام شده توسط دانشمندان دانشگاه میشیگان، اثرات سلول‌های عصبی در خلق و تجزیه خواب بررسی شده است. این تحقیق نشان داده است که سلول‌های عصبی در هنگام خواب نه تنها به تجربه‌های گذشته می‌پردازند، بلکه قادرند آینده را بپیش بینی کنند و به تمرین فعالیت‌های آتی بپردازند.
در این تحقیق، موش‌ها در دو حالت بیداری و خواب قرار گرفتند و موج‌های مغز آنها تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد که سلول‌های عصبی خوابیده در هنگام تلاش برای عبور از چالش‌ها، مسیرهای جدیدی را که ممکن است در آینده انتخاب کنند، می‌پیش‌بینی کردند. این تحقیق نشان داد که خواب نقش مهمی در تنظیم فضایی فعالیت سلول‌های عصبی دارد و موش‌ها از خواب برای آمادگی برای ماجراجویی‌های آینده استفاده می‌کنند.
در نهایت، این تحقیق نشان داد که سلول‌های عصبی در هنگام خواب عملکردهای مختلفی از جمله پیش‌بینی مسیرهای آینده و تنظیم فضایی فعالیت‌ها انجام می‌دهند. این یافته‌ها می‌تواند به ما کمک کند تا بهتر بفهمیم که چگونه مغز ما در طول خواب اطلاعات را پردازش و ذخیره می‌کند و برای آینده آماده می‌شود.
تک فان-سلول‌های عصبی‌ای که در هنگام خواب در داخل مرکز حافظه مغز شلیک می‌شوند، احتمالا صرفا به مرور تجربه‌های گذشته نمی‌پردازند. برطبق یک مطالعه جدید، آنها همچنین می‌توانند آینده را ببینند و به تمرین فعالیت‌هایی که هنوز رخ نداده بپردازند.
به گزارش تک فان، تیمی به هدایت محققان دانشگاه میشیگان امواج مغز موش‌ها را در دو حالت بیداری و خواب تجزیه و تحلیل کرد. تجزیه‌وتحلیل‌ها قبل، در حین و بعد از مواجهه با چالش هزارتو توسط حیوانات انجام شد تا ترجیحات سلول‌های عصبی در خارج از هزارتو، مثلا در دوره‌ای که موش‌ها در حال استراحت بودند، ارزیابی شود.
کامران دیبا، متخصص بیهوشی و یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی، می‌گوید: «ما این چالش را از طریق مرتبط کردن فعالیت هر یک از سلول‌های عصبی واحد به فعالیت دیگر سلول‌ها انجام دادیم. توانایی ردیابی ترجیحات سلول‌های عصبی حتی بدون محرک یکی از مهم‌ترین موفقیت‌های ما بود.»
رویکرد جدید به این معناست که تیم علاوه بر آنکه می‌تواند فضاهای فیزیکی در هزارتو را به فعالیت همزمان سلول‌های عصبی ویژه پیوند بدهد، می‌تواند وارونه هم کار کند و فعالت سلول عصبی را در نقاطی از هزارتو که موش‌ها در حال استراحت بودند، نقشه‌برداری کند.
این امر به کمک پرازنده یادگیری ماشینی امکان‌پذیر شد که به جای آنکه هر سلول عصبی را سلولی منفرد در نظر بگیرد، روابط سلول‌های عصبی را در مقایسه با هم ارزش‌گذاری می‌کرد.
سلول‌های عصبی‌ای که در هنگام خواب و سپس در هنگام تلاش برای عبور از هزارتوی بعدی شلیک می‌شدند، نشان دادند که موش‌ها نه تنها درباره مکان‌هایی که در هزارتو بازدید کرده بودند بلکه درباره مسیرهای جدید احتمالی‌ای که می‌توانستند از آنها عبور کنند خواب می‌‌دیدند.
این یافته‌ها در مطالعه تنظیم فضایی، روشی که فعالیت سلول‌های عصبی خاص به مکان‌های خاص مرتبط می‌شود، اهمیت زیادی دارند. این نوع تنظیم، فرایندی پویا است و به نظر می‌رسد که مغز در هنگام خواب در آن نقش ایفا می‌کند.
وقتی موش‌ها مجددا بعد از خواب به داخل هزارتو گذاشته شدند، فعالیت عصبی اندازه‌گیری‌شده در طول خواب آنها تا حدی توانست مسیرهای جدیدی که آنها در محیط اطراف خود کاوش می‌کردند را پیش‌بینی کند. این تطابق‌ها دقیق نبود، اما به اندازه کافی نزدیک بود که بتواند بر ارتباط بین خواب و نیات آینده صحه بگذارد.
کالب کمره، دانشمند عصب‌شناس در دانشگاه رایس در آمریکا، می‌گوید: «ما می‌توانیم این تغییرات دیگر را که در طول خواب رخ می‌دهند، مشاهده کنیم و وقتی حیوانات را برای بار دوم به محیط باز می‌گردانیم، می‌توانیم تأیید کنیم که این تغییرات واقعاً چیزی را که حیوانات در خواب یاد گرفته‌اند، منعکس می‌کنند.»
«به نظر می‌رسد که مواجهه دوم حیوان با فضا واقعا در زمانی رخ می‌دهد که او خواب است.»
قبلا به خوبی اثبات شده که خواب به شکل‌گیری حافظه کمک می‌کند و درحالیکه در این مطالعه صرفا موش‌ها آزمایش شده‌اند، احتمالا اتفاق مشابه در مغز انسان‌ها نیز رخ می‌دهد: نوعی تمرین برای ماجراجویی‌های آینده.
آنچه در حین خواب در مغز ما رخ می‌دهد ـ و روی هر چیزی از شیوه یادگیری ما تا شیوه‌ای که مغز خودش را ایمن نگه می‌دارد، اثر می‌گذارد ـ همچنان مایه شگفتی است و این مطالعه اخیر بینشی اندک درباره آن در اختیار دانشمندان قرار داده است.
کمره می‌گوید: «این‌طور نیست که این سلول‌های عصبی صرفا در هنگام خواب تجربه‌های حافظه را تثبیت کنند بلکه مشخص شده که این سلول‌ها کارهای دیگری انجام می‌دهند. .»
عاطفه رضوان نیا
