خاطرات چگونه ذخيره و بازيابى مى شوند؟

همه چيزهايى که مى‌دانيم به صورت «خيس افزارى» (Wetware) حدود يک کيلوگرمى ميان دو گوش ما جا داده شده است: چکيده اى از حقايق سودمند و بى‌اهميت درباره جهان، تاريخچه‌ى زندگى‌هاى ما به علاوه هر مهارتى که تا به حال آموخته‌ايم، از دوچرخه سوارى تا متقاعد کردن يک معشوق يا بيرون گذاشتن زباله ها. خاطرات هر يک از ما را منحصربه فرد مى کند و به زندگى هاى ما تداوم مى بخشد. درک کردن چگونگى ذخيره شدن خاطره‌ها در مغز گامى ضرورى به سوى درک خودمان است.

دانشمندان علوم اعصاب از قبل گام هاى بلندى در مسير شناسايى نواحى کليدى مغز و ساز و کارهاى مولکولى بالقوه برداشته اند. با اين وجود بسيارى از پرسش هاى مهم بى پاسخ مى مانند و شکافى عميق ميان پژوهش هاى مولکولى و پژوهش درباره کل مغز فاصله مى اندازد. تولد عصر نوين پژوهش در مورد حافظه اغلب به انتشار شرح حال يک بيمار دچار ضايعه عصبى HM در سال ۱۹۵۷ نسبت داده مى شود.

HM در ۲۷ سالگى به عنوان آخرين درمان ممکن براى صرع مزمن تحت عمل جراحى قرار گرفت و بخش هايى از قطعه گيجگاهى مغزش برداشته شد. جراحى موثر واقع شد، اما باعث شد که HM نتواند هر چيزى را که پس از جراحى رخ داده بود يا هر کسى را که پس از جراحى ديده بود به ياد آورد. اين مورد نشان داد که قطعات ميانى گيجگاهى مغز (MTL) که شامل هيپوکامپ مى شود، براى ايجاد خاطرات جديد ضرورى هستند.

مورد HM همچنين در بررسى دقيق تر نشان داد که خاطر يک ساختار يکپارچه نيست. هنگامى که از HM خواسته مى شد يک آزمون بغرنج هدايت از راه آينه (MDT)۱ را انجام دهد توان اجرايى HM به طور مداوم در طول سه روز بهبود يافت، گرچه که او هيچ خاطره اى از اجراهاى قبلى آن نداشت. تا آنجا که به مغز مربوط مى شود به خاطر آوردن «چگونگى» مشابه به خاطر آوردن «چيستى» نيست.

اکنون دانشمندان در پرتو آزمايش ها بر روى حيوانات و پيدايش تصويربردارى از مغز، اطلاعات کلى از انواع مختلف حافظه و نيز اينکه کداميک از بخش هاى مغز در آنها دخيل هستند دارند، اما شکاف هاى مداومى در اين دانش باقى مى ماند. در واقع گرچه ثابت شده است که MTL براى حافظه بيانى (declarative memory) _ يادآورى حقايق و وقايع- ضرورى است اين ناحيه مانند يک جعبه سياه ناشناخته باقى مانده است. اينکه چگونه اجزاى گوناگون آن در حين رمزبندى و بازيابى خاطره تعامل مى کنند حل نشده است.

به علاوه MTL خزانه نهايى حافظه بيانى نيست. چنين خاطراتى ظاهراً براى ذخيره شدن درازمدت در قشر مخ بايگانى مى شوند، اما اينکه اين امر چگونه رخ مى دهد و چگونه خطرات در قشر مخ بازنمايى مى شوند مجهول باقى مى ماند.بيش از يک قرن پيش نورو آناتوميست (کالبدشناس اعصاب) مشهور اسپانيايى رامون کاخال پيشنهاد کرد که براى به وجود آمدن خاطرات بايد اين ضرورت وجود داشته باشد که سلول هاى عصبى ارتباطات خود با يکديگر را تقويت کنند. در آن زمان اين امر مسلم شمرده مى شد که هيچ سلول عصبى جديدى در مغز فرد بزرگسال زاده نمى شود بنابراين رامون کاخال اين فرض معقول را ارائه کرد که تغييرات کليدى بايد بين سلول هاى عصبى موجود رخ دهد.

دانشمندان تا همين اواخر شواهد اندکى در مورد چگونگى انجام اين امر در اختيار داشتند. اما از دهه ۱۹۷۰ کار بر روى تکه هاى جدا شده از بافت دستگاه عصبى مجموعه اى از بازيگران مولکولى را در شکل گيرى خاطره مشخص کرده است. بسيارى از مولکول هاى مشابه هم در حافظه بيانى و هم در حافظه غيربيانى و در گونه هاى حياتى متنوعى مانندحلزون دريايى، مگس هاى سرکه و جوندگان دخيل هستند که بيانگر آن است که ماشين مولکولى براى حافظه به طورى گسترده حفظ شده است.

يک بينش کليدى به دست آمده از اين تحقيقات اين بوده است که حافظه کوتاه مدت (که چند دقيقه طول مى کشد) شامل تغييراتى شيميايى مى شود که اتصالات موجود به نام سيناپس ها را ميان سلول هاى عصبى تقويت مى کنند درحالى که حافظه درازمدت (که روزها يا هفته ها طول مى کشد) به ساختن پروتئين و احتمالاً ساخته شدن سيناپس هاى جديد نياز دارد. امتحان کردن اين کار در پژوهش ها بر روى مغز کامل چالش عمده اى است.

يک رده ارتباطى بالقوه فرايندى به نام تقويت شدن درازمدت (LTP) است، نوعى تقويت سيناپس ها که در برش هاى هييوکامپ جوندگان مورد بررسى قرار گرفته است و بسيارى آن را اساس احتمالى حافظه مى دانند. پيشرفتى بزرگ در اين زمينه هنگامى به دست خواهد آمد که در بدن موجود زنده به طور قطعى نشان داده شود که LTP واقعاً زمينه ساز تشکيل حافظه است. در همين حال پرسش هاى بيشترى سر برمى آورد. بررسى هاى اخير نشان داده اند که الگوهايى از فعاليت عصبى که هنگام يادگيرى يک وظيفه جديد توسط حيوانات مشاهده مى شود، سپس در هنگام خواب تکرار مى شود. آيا اين پديده نقشى در تحکيم خاطرات ايفا مى کند؟ ساير تحقيقات نشان مى دهند که خاطرات ما آنچنان که عموماً مى پنداريم قابل اعتماد نيستند. چرا حافظه اينقدر ناپايدار است؟

سرنخى که ممکن است از تحقيقات اخير به دست آمده باشد اين نظر بحث برانگيز را دوباره زنده کرده است که خاطرات هربار که فرا خوانده مى شوند براى مدت کوتاهى مستعد دستکارى شدن هستند. نهايتاً اصل جزمى عدم به وجود آمدن سلول هاى عصبى جديد در دهه ۱۹۹۰ کنار گذاشته شد، چرا که نشان داده شد که هيپوکامپ تقريباً در تمام طول عمر محل توليد سلول هاى جديد است. اينکه تا چه ميزان اين سلول هاى جديد در يادگيرى و حافظه نقش دارند امرى است که بايد در آينده روشن شود.
پى نوشت:
۱- MDT آزمونى براى اندازه گيرى استرس هنگام انجام عمل است. در MDT از آزمودنى خواسته مى شود يک پروب حلقه دار در يک مسير فلزى پيچاپيچ (ستاره اى شکل) حرکت دهد، هربار که پروب از مسير منحرف شود و به فلز برخورد کند صداى زنگى شنيده و يک نمره منفى ثبت مى شود.

نويسنده: گرگ ميلر | مترجم: على ملائك