محققان مکانیسمهای کلیدی مغز برای سازماندهی خاطرات در طول زمان را کشف کردهاند.
این مطالعه جدید جزئیات کشف مکانیسمهای اساسی که ناحیه هیپوکامپ مغز از طریق آنها خاطرات را به صورت توالی سازماندهی میکند و نحوه استفاده از این امر برای برنامهریزی رفتارهای آینده را شرح میدهد.
این یافته میتواند گامی اولیه و حیاتی در جهت درک نارساییهای حافظه در اختلالات شناختی مانند بیماری آلزایمر و سایر اشکال زوال عقل باشد.
محققان با ترکیب تکنیکهای ثبت الکتروفیزیولوژیکی در جوندگان با تجزیه و تحلیل آماری یادگیری ماشین از انبوهی از دادهها، شواهدی را کشف کردند که نشان میدهد هیپوکامپ شبکه، پیشرفت تجربیات را برای کمک به تصمیمگیری رمزگذاری و حفظ میکند.
نوربرت فورتین، نویسندهی مسئول و دانشیار نوروبیولوژی و رفتار در دانشگاه کالیفرنیا، ایروین، میگوید: «مغز ما سابقهی نسبتاً خوبی از زمان وقوع تجربیات یا رویدادهای خاص را در خود نگه میدارد. این توانایی به ما کمک میکند تا در زندگی روزمره خود عملکرد خوبی داشته باشیم، اما قبل از این مطالعه، ما ایدهی روشنی از مکانیسمهای عصبی پشت این فرآیندها نداشتیم.»
«چیزی که همه را به هم مرتبط میکند این است که این نوع حافظه در انواع اختلالات عصبی یا صرفاً با افزایش سن به شدت مختل میشود، بنابراین ما واقعاً باید بدانیم که این عملکرد مغز چگونه کار میکند.»
این پروژه که تکمیل آن بیش از سه سال طول کشید، شامل مراحل آزمایش و تجزیه و تحلیل دادهها بود. محققان شلیک نورونها را در مغز موشها هنگام انجام یک سری آزمایشهای شناسایی بو بررسی کردند. با ارائه پنج روش مختلف بوی در توالیهای مختلف، دانشمندان توانستند حافظه حیوانات در مورد توالی صحیح را اندازهگیری کرده و تشخیص دهند که مغز آنها چگونه این روابط متوالی را ثبت میکند.
فورتین میگوید: «قیاس مورد نظر من محاسبات است. اگر قرار بود الکترودهایی را در مغز شما قرار دهم - ما نمیتوانیم؛ به همین دلیل از موشها استفاده میکنیم - میتوانستم ببینم کدام سلولها در هر لحظه شلیک میکنند و کدام یک شلیک نمیکنند. این به ما بینشی در مورد نحوه نمایش و محاسبه اطلاعات توسط مغز میدهد. وقتی الگوهای فعالیت را در یک ساختار ثبت میکنیم، مثل این است که در یک کامپیوتر صفر و یک میبینیم.»
اندازهگیریهای فعالیت و عدم فعالیت نورونها که در فواصل میلیثانیهای طی چند دقیقه انجام میشوند، تصویری پویا از عملکرد مغز ارائه میدهند. فورتین میگوید که او و همکارانش، به نوعی، توانستند با مشاهدهی «کدگذاری» سلولها - اینکه کدام سلولها شلیک میکردند و کدامها شلیک نمیکردند - به سرعت، «ذهن» افراد مورد مطالعه را بخوانند.
حرکت سریع
او میگوید: «وقتی به چیزی فکر میکنید، آن چیز به سرعت در ذهنتان میگذرد. شما برای مدت طولانی به آن خاطره پایبند نیستید. در حال حاضر، آن خاطره در حال بازنمایی شدن است، اما میتوانیم ببینیم که چگونه این موضوع خیلی سریع تغییر میکند.»
فورتین از همان ابتدا میدانست که خوانش فعالیت هیپوکامپ منجر به تولید حجم عظیمی از دادههای خام خواهد شد. از همان مراحل اولیه پروژه، او از متخصصان آمار در دانشکده اطلاعات و علوم کامپیوتر دونالد برن درخواست همکاری کرد.
فورتین میگوید: «سوالات علوم اعصابی که در آن زمان در آزمایشگاه من داشتیم، برای دانش آماری که داشتیم، بسیار پیشرفته بودند. به همین دلیل لازم بود شرکایی با تخصص علوم داده را درگیر کنیم.»
بابک شاهبابا، استاد آمار و یکی از نویسندگان ارشد این مقاله، میگوید: «این مطالعات نوظهور علوم اعصاب به دلیل پیچیدگی دادههایشان، به روشهای علم داده متکی هستند. فعالیتهای مغز در مقیاس میلیثانیه ثبت میشوند و این آزمایشها بیش از یک ساعت طول میکشند، بنابراین میتوانید تصور کنید که میزان دادهها با چه سرعتی افزایش مییابد. کار به جایی میرسد که دانشمندان علوم اعصاب برای تحقق آنچه تصور میکردند اما قادر به اجرای آن نبودند، به تکنیکهای پیشرفتهتری نیاز دارند.»
او خاطرنشان میکند که وقتی نورونها اطلاعاتی مانند خاطرات را رمزگذاری میکنند، دانشمندان میتوانند با بررسی الگوی فعالیت جهشی در تمام نورونهای ثبتشده، که در مجموع به عنوان یک گروه شناخته میشوند، نگاهی اجمالی به آن فرآیند داشته باشند.
شهبابا میگوید: «ما دریافتیم که میتوانیم با این الگوهای عصبی به عنوان تصویر رفتار کنیم و این توانایی ما را برای اعمال روشهای یادگیری عمیق ماشین افزایش داد. ما دادهها را با یک شبکه عصبی کانولوشنی تجزیه و تحلیل کردیم، که روشی است که اغلب در برنامههای پردازش تصویر مانند تشخیص چهره استفاده میشود.»
به این ترتیب، محققان توانستند شلیک نورونها را برای بازیابی اطلاعات رمزگشایی کنند.
فورتین میگوید: «ما میدانیم که نشانهی بوی B چگونه است، همانطور که نشانههای A، C و D را میدانیم. به همین دلیل، میتوانید ببینید که این نشانهها چه زمانی در لحظهی متفاوتی از زمان دوباره ظاهر میشوند، مانند زمانی که افراد مورد مطالعه در حال پیشبینی چیزی هستند که هنوز اتفاق نیفتاده است. ما شاهد تکرار سریع این نشانهها در حالی هستیم که آنها در حال فکر کردن به آینده هستند.»
شهبابا میگوید ابزارها و روشهای توسعهیافته در طول این پروژه میتوانند برای طیف وسیعی از مسائل به کار گرفته شوند و فورتین ممکن است مسیر تحقیق خود را به سایر نواحی مغز گسترش دهد.
درباره نویسنده
کار به نظر می رسد طبیعت ارتباطات.
بودجه از سوی مؤسسات ملی بهداشت، بنیاد ملی علوم و بنیاد وایتهال تأمین شد.
منبع: UC Irvine
کتابهایی در مورد بهبود عملکرد از فهرست پرفروشترینهای آمازون
«پیک: اسراری از علم جدید تخصص»
نوشتهی آندرس اریکسون و رابرت پول
در این کتاب، نویسندگان با تکیه بر تحقیقات خود در حوزه تخصص، بینشهایی در مورد چگونگی بهبود عملکرد هر فرد در هر زمینهای از زندگی ارائه میدهند. این کتاب با تمرکز بر تمرین و بازخورد آگاهانه، راهبردهای عملی برای توسعه مهارتها و دستیابی به تسلط ارائه میدهد.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
«عادتهای اتمی: راهی آسان و اثباتشده برای ایجاد عادتهای خوب و ترک عادتهای بد»
توسط جیمز پاک
این کتاب با تمرکز بر تغییرات کوچکی که میتوانند به نتایج بزرگی منجر شوند، استراتژیهای عملی برای ایجاد عادتهای خوب و ترک عادتهای بد ارائه میدهد. این کتاب با تکیه بر تحقیقات علمی و مثالهای دنیای واقعی، توصیههای کاربردی برای هر کسی که به دنبال بهبود عادتهای خود و دستیابی به موفقیت است، ارائه میدهد.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
«طرز فکر: روانشناسی نوین موفقیت»
توسط Carol S. Dweck
در این کتاب، کارول دوک مفهوم طرز فکر و چگونگی تأثیر آن بر عملکرد و موفقیت ما در زندگی را بررسی میکند. این کتاب بینشهایی در مورد تفاوت بین طرز فکر ثابت و طرز فکر رشد ارائه میدهد و راهکارهای عملی برای توسعه طرز فکر رشد و دستیابی به موفقیت بیشتر ارائه میدهد.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
«قدرت عادت: چرایی کارهایی که در زندگی و کسب و کار انجام میدهیم»
نوشته چارلز داهیگ
در این کتاب، چارلز داهیگ علم پشت شکلگیری عادت و چگونگی استفاده از آن برای بهبود عملکرد ما در تمام زمینههای زندگی را بررسی میکند. این کتاب استراتژیهای عملی برای ایجاد عادتهای خوب، ترک عادتهای بد و ایجاد تغییرات پایدار ارائه میدهد.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
«باهوشتر، سریعتر، بهتر: اسرار بهرهوری در زندگی و کسبوکار»
نوشته چارلز داهیگ
در این کتاب، چارلز داهیگ علم بهرهوری و چگونگی استفاده از آن برای بهبود عملکرد ما در تمام زمینههای زندگی را بررسی میکند. این کتاب با تکیه بر مثالها و تحقیقات دنیای واقعی، توصیههای عملی برای دستیابی به بهرهوری و موفقیت بیشتر ارائه میدهد.
