بی‌شک مغز انسان سرشار از شگفتی است. اما مغز انسان چگونه خاطرات را ذخیره می‌کند؟ برای پاسخ به این سوال جذاب با ادامه این مطلب علمی همراه باشید.
حافظه نقش بسیار مهمی در زندگی ما دارد. حتی این که به وسایل داغ دست نمی‌زنیم و خود را نمی‌سوزانیم به کمک حافظه است! اما مغز انسان چگونه خاطرات را ذخیره می‌کند و آن‌ها را بازیابی می‌کند؟ پاسخ کوتاه این است که مغز انسان با هر خاطره جدید خود را تغییر شکل می‌دهد. اما در دل این پاسخ، مفاهیم پیچیده‌تری نهفته است.
مغز شگفت‌انگیز انسان و چگونگی ذخیره خاطرات در آن
مغز انسان با هر خاطره جدید، خود را تغییر شکل می‌دهد و این تغییر شکل از طریق اعمال سیناپس‌ها یا همان شکاف‌های کوچک بین سلول‌های مغز رخ می‌دهد. سلول‌های مغز (یا نورون‌ها) از طریق یک سیستم الکتروشیمیایی ظریف با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند.
تغییر در بار الکتریکی یک سلول باعث آزاد شدن مواد شیمیایی به نام انتقال دهنده‌های عصبی در سیناپس می‌شود. سپس نورون در سمت دیگر شکاف، انتقال دهنده‌های عصبی را می‌گیرد و تغییرات الکتریکی در آن سلول ایجاد می‌شود.
دان آرنولد، عصب شناس در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی می‌گوید:
درنهایت خاطرات در مدارها رمزگذاری می‌شوند و سیناپس‌ها فقط به عنوان وسیله‌ای برای حکاکی این مدارها عمل می‌کنند. این همان تغییراتی است که با ساخته شدن یک خاطره در مغز اتفاق میافتد. درنتیجه شما یک مدار جدید را دارید که حافظه را رمزگذاری می‌کند.
هنگامی که یک نورون به طور مداوم یک نورون دیگر را تحریک کند، ارتباط آن‌ها تقویت می‌شود؛ یعنی با گذشت زمان تحریک یکدیگر برای آن دو آسان‌تر می‌شود.
اما هنگامی که دو نورون به ندرت با هم ارتباط برقرار کنند، پیوند آن‌ها ضعیف می‌شود و گاهی اوقات ارتباط آن‌ها به طور کلی متوقف می‌شود. بنابراین مغز در ابتدایی‌ترین سطح خود می‌تواند با تقویت ارتباط بین شبکه‌های عصبی، خاطرات را ذخیره کند.
خاطرات در کدام قسمت مغز انسان ذخیره می‌شوند؟
خاطرات در چندین ناحیه مغز انسان ذخیره می‌شوند. مهم‌ترین قسمت هیپوکامپ است که درواقع دو ناحیه در اعماق مغز است. این ناحیه مانند اسب دریایی در خود پیچیده شده است. این نواحی جفت شده در تشکیل حافظه اولیه نقش مهمی دارند.
هیپوکامپ در انتقال خاطرات از ذخیره سازی کوتاه مدت به ذخیره سازی طولانی مدت، نقش کلیدی دارد. در زیر تصویری از هیپوکامپ موش صحرایی را مشاهده می‌کنید که با میکروسکوپ لیزری گرفته شده است.
حافظه کوتاه مدت فقط ۲۰ یا ۳۰ دقیقه دوام می‌آورد و سپس محو می‌شود. به عنوان مثال شما می‌توانید یک شماره تلفن جدید را فقط تا مدت زمانی که به شماره‌گیری آن نیاز دارید به ذهن خود بسپارید؛ اما اگر آن را بارها و بارها تکرار نکنید، مدارهای عصبی تشکیل دهنده آن حافظه کوتاه مدت فعال نمی‌شوند و شماره تلفن محو می‌شود.
هیپوکامپ زمانی وارد عمل می‌شود که شما سعی می‌کنید اطلاعاتی را به خاطر بسپارید و آن‌ها را تمرین می‌کنید. با گذشت زمان، خاطرات طولانی مدت به نئوکورتکس، یعنی قسمت چروکیده بیرونی مغز که مسئول بیشتر تجربیات آگاهانه ما است، منتقل می‌شوند.
البته مغز انسان بسیار پیچیده است. در سال ۲۰۱۷ یک مطالعه مشخص کرد که برخی از بقایای خاطرات طولانی مدت در هیپوکامپ نیز باقی می‌مانند.
همچنین آمیگدال (ناحیه به شکل بادام در مغز انسان) که به پردازش هیجاناتی مانند ترس کمک می‌کند، در حافظه نقش دارد. در طی یک مطالعه علمی مشخص شد که هنگامی که ماهی‌ها یاد گرفتند تا نور را با یک حس دردناک ارتباط دهند، سیناپس‌های جدیدی در یک قسمت از مغز به نام پالیوم ایجاد شدند و سیناپس‌های دیگری در قسمت‌های دیگری از پالیوم آن‌ها از بین رفتند.
پالیوم شبیه آمیگدال است. بخشی از پالیوم ماهی‌ها که در آن‌ها سیناپس‌ها تقویت شده بودند، سرشار از نورون‌هایی بودند که در پردازش محرک‌های دردناک نقش دارند. اما سیناپس‌های ماهی در نورون‌هایی از بین رفتند که مخصوص پردازش محرک مثبت یا خنثی هستند.
آویشک آدیکاری (Avishek Adhikari)، عصب شناس در دانشگاه کالیفرنیای لس آنجلس می‌گوید که هیجانات، بخش مهمی از حافظه هستند. موقعیت‌های هیجانی مثبت و منفی بیشتر از رویدادهای خنثی به خاطر سپرده می‌شوند و احتمالا این اتفاق برای بقا رخ می‌دهد. درواقع مهم است که شما چیزهایی را به خاطر بسپارید که یا برای شما بسیار خوب بوده یا بسیار بد.
آدیکاری می‌گوید که مغز در موقعیت‌های با هیجانات بالا، غلظت‌های بالاتری از انتقال دهنده‌های عصبی خاص را آزاد می‌کند و وجود این انتقال دهنده‌های عصبی می‌تواند باعث تقویت مدارهای حافظه در هیپوکامپ شود.
سایر نواحی دیگر که در حافظه نقش دارند، عبارتند از عقده‌های قاعده‌ای و مخچه که حافظه حرکتی مورد نیاز، به عنوان مثال برای نواختن پیانو را کنترل می‌کند. همچنین قشر جلوی مغز به حافظه کاری کمک می‌کند. حافظه کاری در شرایطی مانند حل یک مسئله ریاضی درگیر می‌شود.
در تصویر زیر، نمایش فیزیکی یک خاطره را مشاهده می‌کنید که با عنوان انگرام شناخته می‌شود و از شبکه‌ای از نورون‌ها تشکیل شده است که با هم فعال می‌شوند. این انگرام در هیپوکامپ یک موش است.
رازهای حافظه اسرارآمیز انسان
تشکیل نورون‌های جدید نقش مهمی در ذخیره سازی خاطرات، حتی در مغز بزرگسالان ایفا می‌کند. البته دانشمندان قبلا به اشتباه فکر می‌کردند که مغز انسان پس از دوران نوجوانی، تولید نورون‌های جدید را متوقف می‌کند.
اما تحقیقات در دهه اخیر نشان داده‌اند که مغز بزرگسالان نیز نورون‌های جدید می‌سازد و این نورون‌ها، کلید یادگیری و حافظه هستند. مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۹ توضیح داد که هیپوکامپ حتی در افراد ۸۰ و ۹۰ ساله به تولید نورون‌های جدید ادامه می‌دهد.
البته مشاهده شکل گیری و پردازش خاطرات در یک مغز در حال کار، دشوار است. به گفته آرنولد، سیناپس‌ها کوچک و بی‌شمار (حدودا یک تریلیون سیناپس در مغز انسان) هستند؛ بنابراین تصویربرداری فراتر از سطح مغز، کار دشواری است.
همچنین روش‌های تصویربرداری نباید باعث اختلال در عملکرد مغز شوند. البته تکنولوژی‌های جدید در حال کمک به اکتشافات جدید هستند. به عنوان مثال آرنولد و همکارانش برای مشاهده مغز گورخرماهی (در حین یادگیری ارتباط بین نور چشمک زن با یک حس دردناک) موفق شدند، ژنوم ماهی را به گونه‌ای تغییر دهند که پروتئین‌های فلورسنت روی سیناپس آن‌ها نشان داده شود.
سپس محققان توانستند از یک میکروسکوپ تخصصی برای تصویربرداری از این سناپس‌ها و نظارت بر آن‌ها استفاده کنند.
درک نحوه عملکرد حافظه برای درمان بیماری‌هایی مانند آلزایمر نیز مهم است. همچنین درک برخی از ویژگی‌های حافظه می‌تواند به بهبود آن کمک کند. به عنوان مثال هیپوکامپ نه تنها در تقویت حافظه بلکه در جهت‌یابی مکان‌ها نیز نقش دارد.
افرادی که در حفظ کردن چیزهای زیاد، عملکرد شگفت‌انگیزی دارند، اغلب از توانایی‌های حافظه فضایی هیپوکامپ برای این کار استفاده می‌کنند. این افراد از نظر ذهنی هر موردی را که می خواهند به خاطر بسپارند با یک مکان خیالی مرتبط می‌کنند. این ترفند، قصر حافظه نام دارد.
سپس فردی که از این ترفند استفاده می‌کند با به تصویر کشیدن این مکان خیالی در ذهن خود می‌تواند حجم زیادی از اطلاعات را به یاد بیاورد.
آدیکاری در این باره گفت:
این کار بسیار عجیب و غریب است! اما دلیل این اتفاق این است که هیپوکامپ در ترسیم مسیرهای فضایی بسیار خوب است و توانایی نقشه‌برداری دارد.
منبع :livescience
