کشف اسرار «پردازش زمان» در مغز انسان

ضرورت بررسی چگونگی فهم و ثبت زمان از آن جا ناشی می‌شود که شناخت دقیق‌تر این فرآیند می‌تواند به درک بهتر حافظه و تصمیم‌گیری انسان‌ها کمک کند. مغز انسان نه تنها باید اطلاعات را به‌طور دقیق ثبت کند، بلکه باید بتواند این اطلاعات را در زمان مناسب به یاد آورد و برای موقعیت‌های آینده از آن‌ها استفاده کند. اختلال در این فرآیند می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند از دست دادن حافظه یا تصمیم‌گیری‌های نادرست شود، که تأثیرات منفی زیادی بر کیفیت زندگی افراد خواهد داشت.

موضوع دیگر این است که درک این فرآیندها می‌تواند به پیشرفت‌های پزشکی و فناوری منجر شود. بسیاری از بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر و صرع ناشی از اختلالات در توانایی مغز برای پردازش و به‌خاطرسپاری تجربه‌هاست. به همین دلیل، مطالعه دقیق‌تر این عملکردها می‌تواند به توسعه درمان‌های جدید و ابزارهای کمکی برای این بیماران منجر شود. همچنین، این تحقیقات می‌توانند راهنمایی‌هایی برای طراحی سیستم‌های هوش مصنوعی پیشرفته فراهم کنند که بتوانند مانند مغز انسان اطلاعات را به‌صورت کارآمد ذخیره و پردازش کنند.

تیمی از پژوهشگران به سرپرستی دکتر ایتزهاک فرید، استاد جراحی مغز و اعصاب و روانپزشکی در دانشگاه UCLA، به تازگی مطالعه‌ای در این زمینه انجام داده‌اند. آن‌ها فعالیت نورون‌های خاصی را در مغز انسان به‌صورت مستقیم ثبت کردند و نشان دادند که چگونه این نورون‌ها اطلاعات مربوط به ترتیب زمانی رویدادها را ذخیره و پردازش می‌کنند.

نتایج این پژوهش، به‌طور خاص، به نورون‌هایی در دو بخش اصلی مغز یعنی هیپوکامپ و قشر انتورینال مربوط می‌شود که نقش کلیدی در حافظه و پردازش فضا و زمان دارند.

در این پژوهش، محققان از ۱۷ بیمار مبتلا به صرع استفاده کردند که الکترودهایی در مغزشان به‌منظور درمان بیماری کار گذاشته شده بود. بیماران تصاویر مختلفی از افراد، حیوانات و اشیاء را مشاهده کردند و در سه مرحله مختلف، آزمایش‌های مربوط به ترتیب و موقعیت این تصاویر روی نمودارهای مخصوص انجام دادند. در طول این مراحل، فعالیت نورون‌های آن‌ها ثبت شد و الگوهای خاصی از فعالیت این سلول‌ها مشاهده شد.

پژوهشگران دریافتند که نورون‌های هیپوکامپ و قشر انتورینال به‌تدریج الگوهای فعالیت خود را با ترتیب نمایش تصاویر هم‌سو کردند. به‌عبارتی، این سلول‌ها توانستند نه‌تنها اطلاعات مربوط به ترتیب زمانی تصاویر را ثبت کنند، بلکه حتی پس از پایان آزمایش نیز این الگوها در مغز حفظ شده و آماده استفاده مجدد بودند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که مغز انسان می‌تواند الگوهای زمانی تجربیات را ذخیره و به‌سرعت بازپخش کند.

یکی از نتایج اصلی این مطالعه، ارائه اولین شواهد تجربی از نحوه تعامل اطلاعات مربوط به «چه چیزی» و «چه زمانی» در مغز بود. این تحقیق نشان داد که مغز قادر است تا تجربیات ما را به‌صورت ساختاریافته ذخیره کرده و سپس برای تصمیم‌گیری‌ها و پیش‌بینی‌های آتی از آن‌ها استفاده کند. این یافته‌ها گام مهمی در درک عمیق‌تر حافظه و پیش‌بینی رفتارهای انسان‌ها به‌شمار می‌رود.

از دیگر نکات برجسته این تحقیق، اشاره به قابلیت مغز در آماده‌سازی خود برای تجربیات آینده است. مغز نه تنها اطلاعات گذشته را حفظ می‌کند، بلکه از این اطلاعات برای پیش‌بینی محرک‌های بعدی و تصمیم‌گیری‌های بهتر استفاده می‌کند. این قابلیت می‌تواند کاربردهای فراوانی در توسعه پروتزهای عصبی برای تقویت حافظه و سایر عملکردهای شناختی داشته باشد.

این مقاله علمی در مجله Nature منتشر شده و محققان امید دارند که یافته‌های آن به‌عنوان مبنایی برای پژوهش‌های بیشتر و توسعه دستگاه‌های کمکی برای بیماران عصبی استفاده شود. همچنین، این یافته‌ها می‌توانند به درک بهتری از نحوه عملکرد مغز انسان و کمک به توسعه هوش مصنوعی منجر شوند.