اكتشاف آلية ترميز جديدة تنقل المعلومات من الإدراك إلى الذاكرة
ذكرياتنا غنية بالتفاصيل، إذ يمكننا أن نتذكر بوضوح لون منزلنا، أو تصميم مطبخنا، أو واجهة المقهى المفضل لدينا.
وقد حيرت كيفية تشفير الدماغ لهذه المعلومات علماء الأعصاب لفترة طويلة.
آلية تشفير عصبية لنقل المعلومات
في دراسة جديدة بقيادة دارتموث، حدد الباحثون آلية تشفير عصبية تسمح بنقل المعلومات ذهابًا وإيابًا بين مناطق الإدراك الحسي إلى مناطق الذاكرة في الدماغ.
تم نشر النتائج في مجلة Nature Neuroscience.
قبل هذا العمل، كان الفهم الكلاسيكي لتنظيم الدماغ هو أن مناطق الإدراك الحسي في الدماغ تمثل العالم كما هو، حيث تمثل القشرة البصرية للدماغ العالم الخارجي بناءً على كيفية سقوط الضوء على شبكية العين، «بشكل شبكي»، وفقا لما تم نشره في موقع ميديكال إكسبريس.
في المقابل، كان يُعتقد أن مناطق الذاكرة في الدماغ تمثل المعلومات بشكل مجرد، مجردة من التفاصيل المتعلقة بطبيعتها المادية.
ومع ذلك، وفقًا للمؤلفين المشاركين، فشل هذا التفسير في الأخذ في الاعتبار أنه عندما يتم تشفير المعلومات أو استرجاعها، فإن هذه المناطق قد تشترك في الواقع في رمز مشترك في الدماغ.
يقول المؤلف الرئيسي المشارك آدم ستيل، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في قسم العلوم النفسية وعلوم الدماغ وزميل في معهد نيوكوم للعلوم الحاسوبية: «لقد وجدنا أن مناطق الدماغ المرتبطة بالذاكرة تشفر العالم مثل صورة سلبية في الفضاء، وهذا السلبي هو جزء من الآليات التي تنقل المعلومات داخل وخارج الذاكرة، وبين أنظمة الإدراك الحسي والذاكرة».
في سلسلة من التجارب، تم اختبار المشاركين على الإدراك والذاكرة بينما تم تسجيل نشاط الدماغ باستخدام ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI). حدد الفريق آلية تشفير متعارضة تشبه الدفع والجذب، والتي تحكم التفاعل بين مناطق الإدراك الحسي والذاكرة في الدماغ.
الذاكرة تستجيب للتحفيز البصري
وأظهرت النتائج أنه عندما يضرب الضوء شبكية العين، تستجيب المناطق البصرية في الدماغ عن طريق زيادة نشاطها لتمثيل نمط الضوء.
تستجيب مناطق الذاكرة في الدماغ أيضًا للتحفيز البصري، ولكن على عكس المناطق البصرية، ينخفض نشاطها العصبي عند معالجة نفس النمط البصري.
أفاد المؤلفون المشاركون بأن الدراسة توصلت إلى 3 نتائج غير عادية، الأول هو اكتشافهم أن مبدأ الترميز المرئي محفوظ في أنظمة الذاكرة.
والثاني هو أن هذا الكود المرئي مقلوب في أنظمة الذاكرة.
تقول المؤلفة الرئيسية كارولين روبرتسون، الأستاذة المساعدة في العلوم النفسية وعلوم الدماغ في دارتموث: «عندما ترى شيئًا ما في مجالك البصري، فإن الخلايا العصبية في القشرة البصرية تتحرك بينما تهدأ تلك الموجودة في نظام الذاكرة».
ثالثًا، تنقلب هذه العلاقة أثناء استدعاء الذاكرة.
يقول روبرتسون: «إذا أغمضت عينيك وتذكرت تلك المحفزات البصرية في نفس المكان، فسوف تقلب العلاقة: سوف يقوم نظام الذاكرة لديك بالقيادة، وقمع الخلايا العصبية في مناطق الإدراك الحسي».
يقول المؤلف المشارك إد سيلسون، وهو محاضر في علم الأعصاب الإدراكي البشري في جامعة إدنبرة: «تقدم نتائجنا مثالا واضحا لكيفية استخدام أنظمة الذاكرة للمعلومات المرئية المشتركة لجلب الذكريات المسترجعة داخل وخارج التركيز».
للمضي قدمًا، يخطط الفريق لاستكشاف كيف يمكن لديناميكية الدفع والسحب هذه بين الإدراك والذاكرة أن تساهم في التحديات في الحالات السريرية، بما في ذلك مرض آلزهايمر.
