کشف چگونگی عملکرد مغز در واضح کردن خاطرات در خواب

وقتی احساس می کنیم گیج هستیم، بی انگیزه ایم، تمرکز نداریم یا حالاتی شبیه این ها داریم، دیگران اغلب به ما توصیه می کنند استراحت کنیم یا شب را خوب بخوابیم.

کد خبر: ۱۶۹۳۲

تاریخ: ۳۰ بهمن ۱۳۹۵ - ۱۲:۰۵

مدتهاست دانشمندان متوجه شده اند که خاطرات ما به برقراری ارتباط میان نورون های مغز ما تکیه دارند. اما اینکه خوابیدن چه کمکی به تثبیت این اطلاعات می کند، همچنان امری نامعلوم است.

دو تحقیق جدید در دانشگاه ویسکانسین و دانشگاه جان هاپکینز انجام شده که نشان می دهند خوابیدن، به ما امکان می دهد خاطرات خود را "هرس کنیم” و دانشی که در زمان بیداری به دست آورده ایم را با دقت مرتب و منظم نماییم.

زیست شناسان در یک بازه زمانی چهار ساعته تراشه های مربوط به مغز تعداد کمی موش را بررسی کردند. بعضی از این موش ها در این مدت خوابیده بودند، بعضی دیگر بیدار بودند و با اسباب بازی ها بازی می کردند، و بقیه بدون هیچ محرکی بیدار مانده بودند. سپس محققان اندازه و شکل حدود ۶۹۲۰ سیناپس مربوط به چند صد بخش مغز را مورد ارزیابی قرار دادند. آنها دریافتند سیناپس های مربوط به موش هایی که خواب بودند، کوچکتر از سیناپس های مغز موش های بیدار بود.

فرضیه هموستاز سیناپسی، اولین بار حدود یک دهه پیش توسط محققانی از دانشگاه ویسکانسین مطرح شد. این فرضیه بیان می کند که خوابیدن به مغز ما امکان می دهد اتصالاتی که در زمان بیداری میان نورون ها ایجاد کردیم را قطع کند و به این ترتیب خاطرات ما را روشن تر سازد.

ایده اصلی این فرضیه آن است که وقتی چیزهای مختلفی را تجربه می کنیم، مغز ما اتصالاتی به نام سیناپس را که سلول های عصبی ما را به هم پیوند می دهند، می سازد یا تضعیف می کند.

رفتارها و خاطرات ما، از طریق این شبکه های در هم تنیده از سلول های عصبی تولید می شوند. نورون ها برا انتقال مناسب پیام ها، بر اندازه و قدرت سیناپس متکی هستند.

زیست شناسان معتقدند این خواب است که برای مغز فرصتی فراهم می کند تا شبکه ها را مرتب کند و آنها را برای استفاده در زمان بیداری آماده نماید.

یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی به نام گیولیو تونونی، از مرکز خواب و هوشیاری دانشگاه ویسکانسین در سال ۲۰۱۴ اعلام کرد:

"در زمان بیداری، یادگیری ، اتصالات سیناپسی سراسر مغز را تقویت می کند و نیاز به انرژی را افزایش داده و مغز را با اطلاعات جدید پر می کند. خواب به مغز اجازه می دهد خود را مجددا تنظیم کند، و مطالبی که به تازگی آموخته شده اند را با خاطرات تثبیت شده ادغام نماید. به این ترتیب در روز بعد یک مغز جدید داریم”.

زیست شناسانی از دانشگاه جان هاپکینز، به شیوه دیگری به این سوال نگاه کردند. آنها با استفاده از یک نشانگر فلوئورسنت، روی پروتئین های موجود در سیناپس های موش زنده برچسب گذاری کردند. سپس در هنگامی که این موش ها خواب بودند به مغز آنها نگاه کردند، و دریافتند که نشانگرها کاهش یافتند. تحلیل های بیشتر نشان داد AMPA گیرنده، ۲۰ درصد کاهش یافته بود. محققان به صورت ژنتیکی مغز یک موش را بدون نوعی پروتئین به نام Homer1A مهندسی کردند. این پروتئین یک ماده شیمیایی است که موجب حذف گیرنده های موجود در سیناپس ها می شود.

این تحقیق نتیجه گرفت مغز این موش در حالت خوابیده، مانند خویشاوندانش که دستکاری نشده بودند، عمل می کند. تنها تفاوتش آن است که سیناپس های موش های اولیه روی گیرنده ها باقی می مانند.

به منظور آنکه دانش به دست آمده را در مورد خاطرات نیز به کار بگیریم، موش ها در یک جعبه با یک پانل برقی در کف آن، شروع به دویدن کردند. سپس یک ماده شیمیایی وارد بدن آنها شد که از ورود Homer1A به برآمدگی های دندریتی جلوگیری می کرد.

در روز بعد، آن موش ها در همان جعبه دویدند، اما همگی از ترس یخ زدند. وقتی آنها را در یک جعبه دیگر قرار دادیم، موش هایی که سیناپس هایشان کاهش یافته بود شجاع تر بودند. اما موش هایی که مسدود کننده های Homer1A وارد بدنشان شده بود، در جعبه جدید هم یخ زدند.

محققان نتیجه گرفتند که موش ها به دلیل عدم حفظ خاطره از جعبه قبلی، این دو جعبه را مشابه هم می دیدند و کاملا سردرگم شدند. این امر در نهایت باعث شد اهمیت تاثیر خواب بر توابع بیولوژیکی مختلف را دریابند.