الذاكرة والزهايمر.. كيف يعملان في أدمغة البشر؟
تاريخ النشر: 9th, December 2024 GMT
تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق
الذكريات هي جوهر الهوية الإنسانية. فهي تسجل تجاربنا، تحفظ دروس حياتنا، وتساعدنا في البقاء على قيد الحياة، فعلى سبيل المثال تذكر أن الموقد ساخن يمنعنا من لمسه، لكن كيف يعمل الدماغ على تخزين الذكريات واسترجاعها، ويُعد الدماغ آلة معقدة تعيد تشكيل نفسها باستمرار لتخزين الذكريات، والفهم العميق لآلية عمل الذاكرة ليس فقط أمرًا علميًا، بل يحمل تأثيرات عملية واسعة تشمل تحسين قدرات التذكر وعلاج أمراض الدماغ المرتبطة بالذاكرة.
وتبرز “البوابة نيوز” كل ما يخص الذكريات وتخزينها في الدماغ وحدوث الزهايمر وفقا لموقع livescience.
العملية العصبية لتخزين الذكريات:
يتغير الدماغ البشري مع كل ذكرى جديدة بفضل الشبكات العصبية والمشابك. المشابك العصبية هي الفجوات الدقيقة بين الخلايا العصبية التي تتيح الاتصال بينها.
1. آلية الاتصال:
• تعمل الخلايا العصبية عبر نظام كهروكيميائي معقد.
• تغير الشحنة الكهربائية في خلية واحدة يؤدي إلى إفراز ناقلات عصبية.
• تنتقل الناقلات العصبية عبر المشابك إلى الخلايا العصبية الأخرى، مما يؤدي إلى تغييرات جديدة في شحناتها الكهربائية.
2. التشفير العصبي للذكريات:
• قال د. دون أرنولد، عالم الأعصاب بجامعة جنوب كاليفورنيا: “عندما تنشأ ذكرى جديدة، تتكون دائرة عصبية جديدة تتولى عملية التشفير.”
• تقوية الاتصال بين الخلايا العصبية يزيد من احتمالية بقاء الذاكرة، بينما يؤدي ضعف الاتصال إلى نسيانها.
أماكن تخزين الذكريات في الدماغ:
1. الحُصين:
• منطقة دماغية تشبه فرس البحر.
• مسؤولة عن تحويل الذكريات من قصيرة الأمد (20-30 ثانية) إلى طويلة الأمد.
• إذا لم يتم تقوية الذكريات قصيرة الأمد بالتكرار، فإنها تتلاشى.
2. القشرة المخية الحديثة:
• مسؤولة عن تخزين الذكريات طويلة الأمد وتجاربنا الواعية.
• مع ذلك، تُظهر الدراسات أن بعض الذكريات الطويلة الأمد تبقى في الحُصين.
3. اللوزة الدماغية:
• تعالج المشاعر مثل الخوف.
• تسهم في جعل الذكريات العاطفية أكثر ثباتًا.
4. العقد القاعدية والمخيخ:
• تدعم الذاكرة الحركية مثل العزف على آلة موسيقية.
5. القشرة الأمامية الجبهية:
• تساعد في الاحتفاظ بالمعلومات المؤقتة وحل المشكلات.
أسرار الذاكرة:
1. دور العاطفة:
• يؤكد د. أفيشيك أديكاري، عالم الأعصاب بجامعة كاليفورنيا، أن المشاعر تجعل الذكريات أكثر رسوخًا.
• الذكريات العاطفية تُحفظ بشكل أفضل لأنها مرتبطة بغريزة البقاء.
2. التمثيل الفيزيائي للذاكرة:
• الذكريات مخزنة في شبكة من الخلايا العصبية تُعرف بـ”إنغرام”.
• تساعد هذه الشبكة في استرجاع الذكريات عند الحاجة.
3. الخلايا العصبية الجديدة:
• أظهرت دراسة عام 2019 أن الحُصين يستمر في إنتاج خلايا عصبية جديدة حتى لدى كبار السن، مما يساعد في التعلم والتذكّر.
4. التكنولوجيا الحديثة:
• توصل العلماء إلى طرق لمراقبة المشابك العصبية باستخدام أسماك زيبرا المعدلة وراثيًا لرصد نشاط الدماغ أثناء تخزين الذكريات.
تطبيقات فهم الذاكرة:
1. علاج أمراض مثل الزهايمر:
• قد يساعد فهم آلية تخزين الذكريات في تطوير علاجات للحفاظ على الذاكرة أو استعادتها.
2. تحسين التذكر:
• تقنيات مثل “هيكل الذاكرة” تعتمد على الحُصين لتحسين تذكر المعلومات باستخدام ارتباطها بمواقع تخيلية.
3. التنقل المكاني:
• الحُصين لا يخزن الذكريات فقط، بل يساعدنا في التنقل المكاني وتذكر الأماكن.
المصدر: البوابة نيوز
كلمات دلالية: الذكريات الدماغ أمراض الدماغ الذاكرة الدماغ البشري ألزهايمر الخلایا العصبیة
إقرأ أيضاً:
فتح خزائن الدماغ.. هل يمكن قراءة الأفكار؟
حقق باحثون من جامعة جنوب كاليفورنيا في الولايات المتحدة إنجازا هاما في فهم كيفية تشكيل الدماغ البشري للذكريات البصرية وتخزينها واستدعائها.
واستخدم الباحثون في دراستهم الجديدة، التي نشرت في 8 يوليو/ تموز الجاري في مجلة أدفانسد ساينس، تسجيلات دماغية لمرضى ونموذجا للتعلم الآلي لإلقاء ضوء جديد على الشفرة الداخلية للدماغ التي تصنّف ذكريات الأشياء إلى فئات، فتكون كخزانة ملفات للصور في الدماغ.
وأظهرت النتائج أن فريق البحث استطاع قراءة أفكار المشاركين من خلال تحديد فئة الصورة البصرية التي يجري تذكرها، وذلك عبر التوقيت الدقيق للنشاط العصبي للمشارك.
ويحلّ هذا العمل جدلا أساسيا في علم الأعصاب، ويتيح إمكانات واعدة لواجهات الدماغ والحاسوب المستقبلية، بما في ذلك أجهزة مساعدة لاستعادة الذاكرة المفقودة لدى المرضى الذين يعانون من اضطرابات عصبية مثل الخرف.
ويعد الحصين منطقة دماغية حيوية ومعروفة بدورها في تكوين ذكريات عرضية جديدة من قبيل ماذا وأين ومتى وقعت أحداث الماضي. وبينما يمكن فهم وظيفته في تشفير المعلومات المكانية (أين) والزمانية (متى)، فإن كيفية تمكنه من تشفير عالم الأشياء الواسع وعالي الأبعاد (ماذا) لا تزال لغزا. وحيث إنه لا يمكن للحصين تخزين كل شيء على حدة، افترض العلماء أن الدماغ قد يبسط هذا التعقيد من خلال ترميز الأشياء في فئات.
ووظّف البحث تسجيلات أدمغة 24 مريضا بالصرع، حيث زEرعت أقطاب كهربائية عميقة داخل الجمجمة في أدمغتهم لتحديد موقع نوبات الصرع. وأتاحت تسجيلات هؤلاء المرضى للفريق تحديد كيفية تشفير الخلايا العصبية الحصينية للمعلومات البصرية المعقدة، ليس من خلال معدل إطلاق الإشارات فحسب، بل من خلال التوقيت الدقيق لنشاطها.
يقول مدير مركز ترميم الأعصاب في جامعة جنوب كاليفورنيا بكلية كيك للطب وأستاذ الهندسة الطبية الحيوية بكلية فيتربي للهندسة والباحث المشارك في الدراسة تشارلز ليو: "من خلال العمل مع مرضى يعانون من خلل في الذاكرة، كان من المثير للاهتمام للغاية رؤية الدراسات الحالية تكشف عن نموذج للأساس العصبي لتكوين الذاكرة".
طوّر فريق البحث نهجا مبتكرا للنمذجة التجريبية لكشف هذه العملية المعقدة، وسجّل الفريق النشاط الكهربائي -وتحديدا النبضات- من الخلايا العصبية في الحصين لدى مرضى الصرع، وجُمعت التسجيلات أثناء قيام المرضى بمهمة "المطابقة المتأخرة للعينة"، وهي تقنية شائعة في علم الأعصاب لاختبار الذاكرة البصرية قصيرة المدى.
إعلانيقول الأستاذ المشارك في قسم جراحة الأعصاب وقسم ألفريد إي. مان للهندسة الطبية الحيوية الباحث المشارك في الدراسة دونغ سونغ: "سمحنا للمرضى برؤية خمس فئات من الصور: حيوان، نبات، مبنى، مركبة، وأدوات صغيرة، ثم سجلنا إشارة الحصين. وبناء على الإشارة سألنا أنفسنا سؤالا باستخدام تقنية التعلم الآلي الخاصة بنا: هل يمكننا فك تشفير فئة الصورة التي يتذكرونها بناء على إشارة أدمغتهم فقط؟".
أكدت النتائج فرضية أن الدماغ البشري يتذكر بالفعل الأشياء المرئية بتصنيفها إلى فئات، وأن فئات الذاكرة البصرية التي كان المرضى يفكرون فيها قابلة للفك بناء على إشارات أدمغتهم.
ويرى سونغ أن "الأمر يشبه قراءة حصينك لمعرفة نوع الذاكرة التي تحاول تكوينها، ووجدنا أنه يمكننا فعل ذلك بالفعل، ويمكننا فك تشفير نوع فئة الصورة التي كان المريض يحاول تذكرها بدقة عالية".
ويكمن جوهر الاكتشاف في نموذج فك تشفير الذاكرة القابل للتفسير الذي ابتكره فريق البحث، فعلى عكس الطرق السابقة التي غالبا ما تعتمد على حساب متوسط النشاط العصبي على مدار العديد من التجارب أو استخدام دقة زمنية محددة مسبقا، يحلل هذا النموذج المتقدم "الأنماط المكانية والزمانية" للنبضات العصبية من مجموعة كاملة من الخلايا العصبية، كما تقدم الدراسة دليلا على أن الحصين يستخدم رمزا زمنيا لتمثيل فئات الذاكرة البصرية، وهذا يعني أن التوقيت الدقيق لنبضات الخلايا العصبية الفردية، غالبا على نطاق الملِّي ثانية، يحمل معلومات ذات معنى.
وركزت الدراسات السابقة غالبا على الخلايا العصبية الفردية، أما هذا البحث فكشف أن مجموعات الخلايا العصبية الحصينية تشفّر فئات الذاكرة بطريقة موزعة، حيث إنه وبينما شاركت نسبة كبيرة من الخلايا العصبية (70-80%) في تحديد ذاكرة بصرية لفئة معينة، فإن لحظات قصيرة ومحددة فقط داخل كل خلية عصبية ساهمت في هذا التشفير، وتسمح هذه الإستراتيجية الفعّالة للدماغ بتخزين ذكريات متنوعة مع تقليل استهلاك الطاقة.
يقول ليو: "يمكننا البدء بتطوير أدوات سريرية لاستعادة فقدان الذاكرة وتحسين الحياة بهذه المعرفة، بما في ذلك أجهزة مساعدة للذاكرة وإستراتيجيات أخرى لاستعادة الأعصاب، في حين أن هذه النتيجة قد تكون مهمة لجميع المرضى الذين يعانون من اضطرابات الذاكرة، إلا أنها ذات صلة عميقة بشكل خاص بمرضى الصرع الذين شاركوا في الدراسات، والذين يعاني الكثير منهم من خلل وظيفي في الحصين يتجلى في كل من نوبات صرع وكذلك الاضطرابات المعرفية/الذاكرة".