مغز انسان چگونه خاطرات را ذخیره‌ می‌کند؟

حافظه یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های مغز است، این قابلیت در ساده‌ترین حالت حافظ جان ماست زیرا با یادآوری، ما را از انجام برخی کارهای آسیب‌رسان حفظ می‌کند. این عملکرد مغز همینطور هویت و داستان زندگی ما را در خود دارد و بدون حافظه دیگر نمی‌توانیم آن شخصی باشیم که در حال حاضر هستیم، اما سوال اینجاست که مغز چطور خاطرات را ذخیره و دوباره آنها را بازیابی می‌کند؟

ساده‌ترین پاسخ بیان شده برای پرسش مذکور این است که مغز انسان با هر خاطره جدید شکل خود را تغییر می‌دهد، امری که به دلیل فعالیت سیناپس‌ها یا فضای خالی میان سلول‌های مغزی رخ می‌دهد. این سلول‌های مغزی یا نورون‌ها نیز به واسطه یک ساختار ظریف الکتروشیمیایی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند.

در این ساختار ارتباطی هر تغییری در بار الکتریکی یک سلول، سبب آزادسازی مواد شیمیایی به نام «ناقل عصبی» (neurotransmitter) در طول سیناپس‌ها می‌شود. در ادامه ناقل عصبی توسط نورونی که در سوی دیگر سیناپس قرار دارد، دریافت می‌شود و آن نورون نیز با تغییرات الکتریکی فعال می‌شود.

به گفته «دان آرنولد»، عصب‌شناس دانشگاه کالیفرنیای جنوبی در نهایت خاطرات درون این مدارهای بیولوژیک رمزگزاری می‌شوند و نقش سیناپس‌ها تنها حک کردن اطلاعات مذکور در این مدار‌ها به شمار می‌رود. بدین ترتیب مغز نیز همراه با ایجاد شدن یک خاطره تغییر می‌کند.

گفتنی است هنگامی‌ که نورون‌ها به طور پیوسته یکدیگر را تحریک می‌کنند ارتباط میان آنها نیز تقویت می‌شود و به مرور زمان برقراری ارتباط میان آنها آسان‌تر و آسان‌تر می‌شود. در سوی دیگر با کاهش دفعات ارتباط، پیوند میان نورون‌ها ضعیف می‌شود و گاهی اوقات ممکن است این ارتباط به کلی قطع شود.

به ساده‌ترین بیان ممکن، مغز انسان قادر است با تقویت پیوندها در شبکه نورونی، خاطرات را ذخیره کند.

جایگاه ذخیره‌سازی خاطرات کجای مغز است؟

خاطرات انسان در نواحی متعددی از مغز نگهداری می‌شوند که مهم‌ترین آنها هیپوکامپ است؛ ناحیه‌ای دوگانه که در اعماق مغز قرار دارد. ناحیه هیپوکامپ نقش مهمی در شکل‌گیری مقدماتی حافظه و انتقال حافظه کوتاه‌مدت به حافظه بلند‌مدت ایفا می‌کند.

برای اینکه درک بهتری از این ساختار پیدا کنیم، باید گفت حافظه کوتاه‌مدت انسان حدود 20 الی 30 ثانیه است، با در نظر داشتن این نکته فرض کنید قصد به یاد آوردن یک شماره جدید و تماس با آن را دارید، یادآوری شماره مذکور تنها زمانی امکان‌پذیر است که شماره را بارها و بارها در ذهن خود تکرار کرده باشید تا مدار عصبی آن در مغز شکل گرفته باشد، در غیر این صورت با عدم تکرار شماره در ذهن فعالیت حافظه کوتاه‌مدت نیز متوقف می‌شود و در نتیجه خاطره مذکور فراموش می‌شود. به عبارت دیگر مغز نمی‌تواند با تقویت پیوندها در شبکه نورونی خاطره جدید مربوط به آن شماره تلفن را ایجاد کند.

هنگامی که شما جهت عدم فراموشی، اطلاعاتی را در ذهن خود تکرار می‌کنید یا اینکه صرفا تلاش می‌کنید تا خاطره مذکور فراموش نشود، ناحیه هیپوکامپ به تقویت مدارهای مغزی مورد بحث می‌پردازد. با گذشت زمان خاطرات بلند‌مدت به ناحیه «نو قشر» یا نئوکورتکس مغز که در لایه‌های بیرونی‌تر قرار دارد، منتقل می‌شوند.

ناحیه نو قشر مسئولیت ایجاد بخش عمده‌ای از تجربیات آگاهانه بشر را برعهده دارد اما نکته جالب اینجاست که ممکن است بخشی از خاطرات بلند‌مدت منتقل شده به نو قشر همچنان در هیپوکامپ باقی بماند، امری که دانشمندان هنوز علت آن را درک نکرده‌اند و تنها نشان می‌دهد هیچ عملکردی در مغز وجود ندارد که از ساختار ساده‌ای برخوردار باشد.

در ادامه مبحث حافظه به ناحیه بادامی شکل آمیگدالا در مغز می‌رسیم که نه تنها به پردازش احساساتی نظیر ترس کمک می‌کند بلکه مانند هیپوکامپ و نو قشر در زمینه حافظه نیز فعالیت دارد. با استناد به مطالعه‌ای که چند ماه پیش انجام شده بود، هنگامی که ماهی‌ها می‌آموزند نور را با یک حس دردناک پیوند دهند، در واقع سیناپس‌های تازه‌ای را در ناحیه‌ای از مغز به نام پالیوم توسعه می‌دهند.

پالیوم ناحیه‌ای در مغز است که شباهت زیادی با آمیگدالا دارد و این آزمایش نشان می‌دهد که احساسات نقش مهمی در شکل‌گیری خاطرات دارند. همچنین باید گفت هر دو گونه احساسات منفی و مثبت بهتر از رویدادهای خنثی در ذهن انسان باقی می‌مانند.

علت این امر ظاهرا به حس بقا در انسان باز‌می‌گردد چرا که یادآوری چیزهای خیلی خوب یا بسیار بد برای مغز ساده‌تر است. از سوی دیگر مغز در سناریوهای به شدت عاطفی نوع بخصوص و متراکمی از ناقل‌های عصبی را ترشح می‌کند و ناقل عصبی مذکور قادر است این نوع از خاطرات عاطفی را به شکلی عمیقی در هیپوکامپ حک کند.

دیگر نواحی مغز که در زمینه خاطرات و حافظه فعالند موارد «مخچه» و «هسته‌های قاعده‌ای» را شامل می‌شوند. آنها به عنوان مثال در هنگام نواختن یک قطعه پیانو کمک می‌کنند تا اطلاعات موسیقی در ذهن نگهداری و در آن واحد دستکاری شوند، حالتی که بسیار پیچیده‌تر حافظه کوتاه مدت تلقی می‌‌شود.

اسرار حافظه

علاوه بر تمامی ویژگی‌های مغز و نواحی موجود در آن که پیش‌تر مورد بحث قرار گرفتند، شکل‌گیری نورون‌های جدید نیز می‌تواند نقش مهمی در ذخیره‌سازی خاطرات ایفا کند، این امر مختص کودکان نیست و در بزرگسالان هم مشاهده شده است.

دانشمندان تا مدت‌ها گمان می‌کردند ساخت نورون جدید در مغز، طی دوران بلوغ و نوجوانی متوقف می‌شود اما تحقیقات صورت گرفته در دو دهه اخیر نشان داده‌اند که مغز بزرگسالان نه تنها به ساخت نورون جدید می‌پردازد، بلکه این نورون‌های تازه کلید یادگیری و حافظه نیز هستند.

طبق مطالعه‌ای در سال 2019  مشخص شد که هیپوکامپ حتی در سنین 80 تا 90 سالگی نیز از ساخت نورون‌های جدید باز نمی‌ماند.

با وجود تمامی این موارد، مشاهده شکل‌گیری خاطرات در مغز به صورت فیزیکی امر بسیار دشواری است زیرا اولا سیناپس‌ها بسیار ریز و پرشمار هستند؛ به گونه‌ای که تخمین زده می‌شود مغز یک انسان بالغ میزبان حدود 1 میلیارد سیناپس است.  

دوما مشاهده این فرایند و تصویر‌برداری از آن، از بیرون مغز نیز به شدت دشوار است زیرا برای این کار به یک متد تصویربرداری نیاز است که اختلالی در عملکرد طبیعی مغز ایجاد نکند. البته تاکنون روش‌های نوینی هم برای این حوزه مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

برای مثال طی تحقیقات انجام شده روی مغز گورخر ماهی که پیش‌تر به آن اشاره شد، دانشمندان از ایجاد ارتباط بین نور و یک حس ناخوشایند در ماهی استفاده کردند. آنها همچنین ژنوم ماهی را به گونه‌ای تغییر داده بودند تا پروتئین‌های موجود در سیناپس‌های ماهی به شکل فلورسنت دیده شوند.

از طریق این اقدامات دانشمندان قادرند با استفاده از یک میکروسکوپ خاص به تصویربرداری از این سیناپس‌ها بپردازند و تغییرات ایجاد شده در آنها را بررسی کنند.

در پایان گفتنی است انجام چنین مطالعاتی می‌تواند به درمان بیماری‌هایی مانند آلزایمر یا درک بهتر از ساختار حافظه و روش‌های ارتقای آن منجر شود.

اگر دوست داشتید می‌توانید این مطلب را با دوستان‌تان در شبکه‌های اجتماعی به اشتراک بگذارید.