نقش خواب در تشکیل و تثبیت حافظه کشف شد

دانشمندان مرکز تحقیقات میان‌رشته‌ای زیست‌شناسی (CNRS) اثبات کردند برخلاف آنچه مدت‌های مدید در مجامع علمی تصور می‌شد، امواج دلتا، یعنی همان امواجی که هنگام خواب در مغز تولید می‌شوند، عهده‌دار سکوت‌های دوره‌ای مغز نیستند که در آن لایه‌ی کورتکس استراحت می‌کند؛ بلکه این امواج درواقع، مجموعه‌ای از سلول‌های عصبی یا نورون‌هایی را ایزوله و جداسازی می‌کنند که در تولید حافظه‌ی بلندمدت نقش اساسی دارند. نتایج این مطالعه ۱۸ اکتبر ۲۰۱۹ در مجله‌ی ساینس منتشر شده است.

وقتی می‌خوابیم، هیپوکامپ در مغز به‌طور خودکار فعالیت خود را مشابه زمان بیداری آغاز می‌کند. هیپوکامپ اطلاعاتی به کورتکس می‌فرستد و کورتکس هم در پاسخ به این اطلاعات از خود واکنش نشان می‌دهد. این تبادل اطلاعات غالبا با دوره‌هایی از سکوت همراه است که به امواج دلتا معروف هستند و به‌دنبال آن، فعالیت‌های ریتمیک آغاز می‌شود که به دوک‌های خواب مشهور هستند. در این زمان، مدارهای عصبی کورتکس خود را مجددا سازمان‌دهی می‌کنند تا بتوانند حافظه‌های پایداری تولید کنند. بااین‌همه، همچنان نقش امواج دلتا در تولید این حافظه‌های پایدار به‌عنوان راز باقی است. درحقیقت، هنوز مشخص نیست چرا دوره‌هایی از سکوت، توالی منظم تبادل اطلاعات میان کورتکس و هیپوکامپ را قطع می‌کنند و چرا این دوره‌های سکوت در میان سازمان‌دهی مجدد کورتکس قرار می‌گیرند. اکنون، محققان این مطالعه موشکافانه‌تر امواج دلتا را بررسی کرده‌اند. محققان در بررسی خود به‌طور حیرت‌انگیزی دریافتند در دوره‌های سکوت، لایه‌ی کورتکس مغز به‌طور کامل سکوت اختیار نمی‌کند؛ بلکه چندین نورون به فعالیت خود ادامه می‌دهند و درواقع، مداری عصبی را با یکدیگر تشکیل می‌دهند؛ یعنی مجموعه‌ی کوچکی از سلول‌های عصبی که با یکدیگر همکاری و اطلاعات را رمزگذاری می‌کنند. در تصاویر زیر، دو قسمتِ مشخص‌شده هیپوکامپ را نشان می‌دهند.

با مشاهده‌ی این پدیده‌ی حیرت انگیز، می‌توان نتیجه گرفت این مجموعه‌ی کوچک از سلول‌های عصبی با وجود اینکه سایر سلول‌های عصبی سکوت اختیار کرده‌اند، به فعالیت خود ادامه می‌دهند تا از یک سو بتوانند محاسبات بسیار مهمی انجام دهند و از سوی دیگر سایر سلول‌ها از آن‌ها دربرابر هرگونه مزاحمت و اخلالی محافظت کنند و آن‌ها را در امان نگه دارند. با تمام این‌ها، اکتشافات این مطالعه به اینجا ختم نشده است و ادامه دارد.

راه‌اندازی مجدد و خودکار هیپوکامپ تعیین می‌کند کدام نورون ها در لایه‌ی کورتکس در دوره‌های سکوت یا امواج دلتا به فعالیت خود ادامه می‌دهند و تبادل اطلاعات میان این دو ساختار مغزی را نیز آشکار می‌کنند. علاوه‌براین، در تحقیق مذکور مشخص شده است سلول‌های عصبی که در تولید امواج دلتا مؤثرند و در دوره‌های سکوت فعال هستند، همان نورون‌هایی هستند که در زمان بیداری، در یادگیری و به‌خاطر‌سپردن فعالیت‌های مربوط به حافظه‌ی فضایی نقش ایفا می‌کنند.

نتایج به‌دست آمده از این مطالعات، به‌طور درخورتوجهی درک دانشمندان از عملکرد لایه‌ی کورتکس مغز را با تغییر مواجه می‌کند. درواقع، می‌توان گفت امواج دلتا وسیله‌ای برای جداسازیِ انتخابیِ مجموعه‌هایی از نورون‌ها است که وظیفه‌ی تبادل اطلاعات حیاتی را در لابه‌لای دوره‌هایی از مکالمات هیپوکامپ و کورتکس و در میان سازمان‌دهی مجدد کورتکس برعهده دارد تا تشکیل و تثبیت حافظه بلندمدت انجام شود.