ریتم مغزی، دلیل اصلی فراموشی در هنگام خواب آلودگی

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از Futurity، پیش از این، دانشمندان می‌دانستند اگر به موشی بعد از انجام یک وظیفه اجازه خواب کافی را ندهند باعث می‌شود موش برخی از جنبه‌های آن وظیفه را فراموش کند. اما دانشمندان مطمئن نبودند که کدام عملکرد هیپوکامپ، دو ساختار اسب دریایی مانند که در لوب گیجگاهی مغز قرار دارند و بسیاری از خاطرات بلند مدت در آنجا ساخته می‌شود، قادر به انجام کارش نبوده است.

حالا پژوهشگران کشف کرده‌اند که تداخل در خواب با نوسانات، یا برانگیختگی ریتمیک سلول‌های عصبی، در یکی از بخش‌های فرعی هیپوکامپ ارتباط دارد که احتمالا مقصر اصلی در این قضایاست. برای تست کردن نقش نوسانات در شکل‌گیری خاطرات، دانشمندان فعالیت‌های پایه هیپوکامپ گروهی از موش‌ها را ثبت کردند. آنها موش‌ها را در محیط جدید قرار دادند، اجازه دادند موش‌ها با محیط آشنا شوند، شوک خفیفی به پاهای آنها دادند، سپس موش‌ها را به قفس اولیه‌شان بازگرداندند تا بخوابند و استراحت کنند.

سارا اتون، استاد زیست‌شناسی مولکولی، سلولی و تکاملی دانشگاه میشیگان، در این باره می‌گوید: «اگر یک هفته یا یک ماه بعد، موش‌ را به همان محیط بازگردانید، آنها با احساس ترس بسیار کلیشه‌ای واکنش نشان خواهند داد که سر جای خود خشکشان می‌زند، اما اگر یک حیوان را بعد از شوک دادن، برای چند ساعت از خواب محروم کنید، موش روز بعد چیزی به یاد نمی‌آورد».

محققان دریافتند که در موش‌هایی که کمبود خواب ندارند، نوسانات مرتبط با خواب در بخش فرعی هیپوکامپ که CA1 نام دارد پس از یادگیری قوی‌تر می‌شوند. سپس آنها گروه جدیدی از موش‌ها را مورد مطالعه قرار دادند، فعالیت هیپوکامپ آنها را ثبت کردند و موش‌ها را مجبور به اجرای وظیفه مشابهی کردند. همچنین دانشمندان دارویی به موش‌ها دادند که جمعیت کوچکی از نورون‌های بازدارنده در CA1 (که نشانگر پاروالبونیم است) را مهار می‌کرد.

پژوهشگران رفتار خواب جانوران را تغییر ندادند، موش‌ها به صورت نرمال خوابیدند، اما متوقف کردن فعالیت نورون‎های نشانگر پاروالبونیم موجب برانگیختگی ریتم نورون‌های اطراف CA1، در هنگامی که جانور خواب است، می‌شود. به نظر می‌رسد، سرکوب سلول‌های نشانگر پاروالبونیم به طور کامل پروسه معمولی یادگیری مرتبط با افزایش نوسانات در آن بخش از هیپوکامپ موش را از بین برد.

به گفته اتن، یک تئوری قدیمی به نان «قانون هب» (Hebb) وجود دارد که می‌گوید چیزی‌هایی که باهم آتش بگیرند، بهم متصل هستند. پس اگر می‌توانید دو نورون را با قاعده بزرگ و در مجاورت یکدیگر برانگیخته‌ کنید، به احتمال زیاد بر قدرت اتصال میان آن دو تاثیر می‌گذارید. هنگامی که از برانگیختگی هم‌زمان نورون‌ها به صورت منظم و ریتمیک جلوگیری شد، موش‌ها عامل ترس مرتبط با کارشان را فراموش کردند.

نیکولت اگجاوسکی، یکی از سرپرستان این پژوهش، می‌گوید: «فعالیت نوسانی غالب که برای یادگیری حیاتی است توسط تعداد بسیار کمی از جمعیت کل سلول‌ها در هیپوکامپ کنترل می‌شود. این امر درک ما در مورد چگونگی کارکرد شبکه‌ها را تغییر می‌دهد. نوساناتی که سلول‌های پاروالبونیم کنترل می‌کنند به تغییرات شبکه جهانی یا ثبات آن مرتبط است. خاطرات در یک سلول انفرادی ذخیره نمی‌شود بلکه درمیان شبکه توزیع می‌شوند».

پژوهشگران همچنین ثبات اتصالات نورونی را بین گروه کنترل و گروهی که دارای اختلال نوسانات خواب بودند را با یکدیگر مقایسه کردند. آنها با بررسی نتایج دریافتند که نه تنها اتصالات در گروه کنترل پس از پروسه یادگیری قوی‌تر هستند بلکه این اتصالات نورونی نیز قوی‌تر می‌شوند. اما وقتی که نوسانات هیپوکامپی مرتبط با خواب مختل شود، این تغییرات نیز متوقف می‌شوند. به نظر می‌رسد این جمعیت نورون‌ها که مسئول تولید ریتم در هنگام خواب هستند، محتوای اطلاعاتی را برای تقویت خاطرات فراهم می‌کنند.

مترجم: هانا حیدری