يشرح العلماء كيف تلتصق الذكريات ببعضها البعض

يشرح العلماء كيف تلتصق الذكريات ببعضها البعض

لا جولا — ابتكر العلماء في معهد سالك نموذجًا جديدًا للذاكرة يشرح كيف تحتفظ الخلايا العصبية بذكريات مختارة بعد ساعات قليلة من وقوع الحدث.

الحُصين هو منطقة في الدماغ مسؤولة إلى حد كبير عن تكوين الذاكرة.

الصورة: بإذن من معهد سالك للدراسات البيولوجية

يوفر هذا الإطار الجديد صورة أكثر اكتمالاً عن كيفية عمل الذاكرة ، والتي يمكن أن تفيد البحث في اضطرابات مثل مرض باركنسون ، الزهايمر، ضغوط ما بعد الصدمة وصعوبات التعلم.

يقول: "كانت النماذج السابقة للذاكرة تعتمد على أنماط النشاط السريع" تيرينس سيجنوفسكي، حاصلة على كرسي Salk's Francis Crick ومحقق معهد هوارد هيوز الطبي. "نموذجنا الجديد للذاكرة يجعل من الممكن دمج التجارب على مدار ساعات بدلاً من لحظات."

على مدى العقود القليلة الماضية ، كشف علماء الأعصاب الكثير عن كيفية تخزين الذكريات طويلة المدى. بالنسبة للأحداث المهمة - على سبيل المثال ، عض كلب - يتم إنتاج عدد من البروتينات بسرعة في خلايا الدماغ النشطة لإنشاء ذكريات جديدة. بعض هذه البروتينات تبقى لبضع ساعات في أماكن محددة على خلايا عصبية معينة قبل أن تتحلل.

تسمح لنا هذه السلسلة من الأحداث البيوكيميائية بتذكر تفاصيل مهمة حول هذا الحدث - على سبيل المثال ، في حالة عضة الكلب ، أي كلب ، ومكان وجوده ، وما إلى ذلك.

سيان أودونيل وتيرينس سيجنوفسكي

الصورة: بإذن من معهد سالك للدراسات البيولوجية

إحدى المشكلات التي واجهها العلماء في تصميم نماذج تخزين الذاكرة هي شرح سبب عدم تذكر التفاصيل الانتقائية فقط ولا يتم تذكر كل شيء في تلك النافذة التي تتراوح من ساعة إلى ساعتين. من خلال دمج البيانات من الأدبيات السابقة ، طور Sejnowski والمؤلف الأول Cian O'Donnell ، باحث ما بعد الدكتوراه في Salk ، نموذجًا يربط النتائج من كل من الملاحظات الجزيئية والنظم للذاكرة لشرح كيفية عمل نافذة الذاكرة هذه لمدة ساعة إلى ساعتين. العمل مفصل في العدد الأخير من الخلايا العصبية.

باستخدام النمذجة الحسابية ، أوضح أودونيل وسيجنوفسكي أنه على الرغم من أن البروتينات متاحة لعدد من الخلايا العصبية في دائرة معينة ، يتم الاحتفاظ بالذكريات عندما تنشط الأحداث اللاحقة نفس الخلايا العصبية مثل الحدث الأصلي. وجد العلماء أن المواقع المكانية للبروتينات في كل من الخلايا العصبية المحددة وفي مناطق محددة حول هذه الخلايا العصبية تتنبأ بالذكريات التي يتم تسجيلها. يتنبأ إطار عمل الزخرفة المكاني هذا بنجاح بالاحتفاظ بالذاكرة كدالة رياضية لتداخل الوقت والمكان.

يقول أودونيل: "أحد الأشياء التي تقوم بها هذه الدراسة هو ربط ما يحدث في تكوين الذاكرة على المستوى الخلوي بمستوى الأنظمة". "لقد تم بالفعل إنشاء نافذة الوقت المهمة ؛ لقد توصلنا إلى كيف يمكن للمحتوى أيضًا تحديد ما إذا تم تذكر الذكريات أم لا. نثبت أن مجموعة الأفكار متسقة وكافية لشرح شيء ما في العالم الحقيقي ".

يوفر النموذج الجديد أيضًا إطارًا محتملاً لفهم كيفية معالجة التعميمات من الذكريات أثناء الأحلام.

بينما لا يزال الكثير غير معروف عن النوم ، تشير الأبحاث إلى أن الذكريات المهمة من اليوم غالبًا ما يتم تدويرها عبر الدماغ ، حيث يتم نقلها من التخزين المؤقت في الحُصين إلى التخزين الطويل الأمد في القشرة. لاحظ الباحثون معظم تكون هذه الذاكرة في النوم غير الحلم. لا يُعرف سوى القليل عن ما إذا كان يتم تغليف الذاكرة أو توحيدها أثناء الأحلام وكيف يتم ذلك. ومع ذلك ، يشير نموذج أودونيل وسيجنوفسكي إلى أن بعض الاحتفاظ بالذاكرة يحدث أثناء الأحلام.

يقول أودونيل: "أثناء النوم ، هناك إعادة تنظيم للذاكرة - تقوي بعض الذكريات وتفقد ذكريات لم تعد بحاجة إليها". "بالإضافة إلى ذلك ، يتعلم الناس الأفكار التجريدية أثناء نومهم ، ولكن لم تكن هناك فكرة عن كيفية حدوث عمليات التعميم على المستوى العصبي."

من خلال تطبيق نتائجهم النظرية على نشاط التداخل خلال نافذة من ساعة إلى ساعتين ، توصلوا إلى نموذج نظري لكيفية عمل عملية تجريد الذاكرة أثناء النوم.

عن معهد سالك للدراسات البيولوجية:
معهد سالك للدراسات البيولوجية هو أحد المؤسسات البحثية الأساسية البارزة في العالم ، حيث يقوم أعضاء هيئة التدريس المشهورون دوليًا بالتحقيق في أسئلة علوم الحياة الأساسية في بيئة فريدة وتعاونية وإبداعية. من خلال التركيز على الاكتشاف وتوجيه الأجيال القادمة من الباحثين ، يقدم علماء Salk مساهمات رائدة لفهمنا للسرطان والشيخوخة والزهايمر والسكري والأمراض المعدية من خلال دراسة علم الأعصاب وعلم الوراثة وبيولوجيا الخلايا والنباتات والتخصصات ذات الصلة.

تم الاعتراف بإنجازات أعضاء هيئة التدريس بالعديد من الأوسمة ، بما في ذلك جوائز نوبل والعضويات في الأكاديمية الوطنية للعلوم. تأسس المعهد في عام 1960 من قبل رائد لقاح شلل الأطفال جوناس سالك ، وهو مؤسسة مستقلة غير ربحية ومعلم معماري.