الذكريات تساعد العقول على التعرف على الأحداث الجديدة التي تستحق التذكر | مجلة كوانتا

الذكريات هي ظلال من الماضي ولكنها أيضًا مشاعل للمستقبل.

توجهنا ذكرياتنا عبر العالم ، وضبط انتباهنا وشكل ما نتعلمه لاحقًا في الحياة. أظهرت الدراسات البشرية والحيوانية أن الذكريات يمكن أن تغير تصوراتنا للأحداث المستقبلية والاهتمام الذي نوليه لها. قال "نحن نعلم أن التجارب السابقة تغير الأشياء" لورين فرانك، عالم أعصاب في جامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو. "كيف يحدث ذلك بالضبط ليس دائمًا واضحًا."

دراسة جديدة نشرت في المجلة علم السلف يقدم الآن جزءًا من الإجابة. من خلال العمل مع القواقع ، درس الباحثون كيف جعلت الذكريات الراسخة الحيوانات أكثر احتمالًا لتكوين ذكريات جديدة طويلة المدى للأحداث المستقبلية ذات الصلة التي كان من الممكن أن تتجاهلها لولا ذلك. الآلية البسيطة التي اكتشفوها فعلت ذلك عن طريق تغيير تصور الحلزون لتلك الأحداث.

قال الباحثون إن ظاهرة تأثير التعلم في الماضي على التعلم المستقبلي "وصولاً إلى خلية واحدة" ديفيد جلانزمان، عالم بيولوجيا الخلية بجامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ولم يشارك في الدراسة. ووصفها بأنها مثال جذاب "لاستخدام كائن حي بسيط لمحاولة فهم الظواهر السلوكية المعقدة إلى حد ما".

على الرغم من أن القواقع كائنات بسيطة إلى حد ما ، إلا أن الرؤية الجديدة تقرب العلماء خطوة أقرب إلى فهم الأساس العصبي للذاكرة طويلة المدى في الحيوانات ذات الترتيب الأعلى مثل البشر.

على الرغم من أننا غالبًا لا ندرك التحدي ، إلا أن تكوين الذاكرة طويلة المدى هو "عملية نشطة للغاية" مايكل كروسلي، زميل باحث أول في جامعة ساسكس والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة. تعتمد مثل هذه الذكريات على تشكيلنا لوصلات تشابكية أكثر متانة بين الخلايا العصبية ، وتحتاج خلايا الدماغ إلى تجنيد الكثير من الجزيئات للقيام بذلك. للحفاظ على الموارد ، يجب أن يكون الدماغ قادرًا على التمييز عندما يستحق تكلفة تكوين ذاكرة ومتى لا يستحق ذلك. وقال إن هذا صحيح سواء كان دماغ إنسان أو دماغ "حلزون صغير بميزانية نشطة محدودة".

في مكالمة فيديو حديثة ، حمل كروسلي أحد هذه الحلزون ، بحجم الإبهام ليمنيا رخويات ذات دماغ أسماها "جميلة". بينما يحتوي دماغ الإنسان على 86 مليار خلية عصبية ، فإن الحلزون يحتوي فقط على 20,000 خلية - لكن كل خلية من الخلايا العصبية أكبر بعشر مرات من الخلايا العصبية لدينا ويمكن الوصول إليها بسهولة أكبر للدراسة. جعلت هذه الخلايا العصبية العملاقة وداراتها الدماغية المعينة جيدًا الحلزون موضوعًا مفضلاً لأبحاث علم الأحياء العصبية.

قال كروسلي إن الباحثين الصغار هم أيضًا "متعلمون رائعون" يمكنهم تذكر شيء ما بعد التعرض له مرة واحدة. في الدراسة الجديدة ، أطل الباحثون بعمق في أدمغة القواقع لمعرفة ما حدث على المستوى العصبي عندما كانوا يكتسبون الذكريات.

ذكريات الإقناع

أعطى الباحثون في تجاربهم للحلزون شكلين من التدريب: قوي وضعيف. أثناء التدريب القوي ، قاموا أولاً برش الحلزون بماء بنكهة الموز ، والذي عاملته الحلزون على أنه محايد في جاذبيته: يبتلعون البعض ثم يبصقون بعضًا منه. ثم أعطى الفريق الحلزون السكر ، الذي التهموه بشغف.

عندما اختبروا الحلزون بعد يوم واحد ، أظهروا أنهم تعلموا ربط نكهة الموز بالسكر من تلك التجربة الفردية. بدا أن القواقع تدرك أن النكهة مرغوبة أكثر: كانت أكثر استعدادًا لابتلاع الماء.

في المقابل ، لم تتعلم الحلزونات هذا الارتباط الإيجابي من جلسة تدريب ضعيفة ، حيث تبع الاستحمام بنكهة جوز الهند بعلاج السكر المخفف بدرجة أكبر. استمرت القواقع في ابتلاع الماء وبصقه.

حتى الآن ، كانت التجربة في الأساس عبارة عن نسخة حلزونية من تجارب بافلوف التكييفية الشهيرة التي تعلمت فيها الكلاب أن تسيل لعابها عندما سمعت صوت الجرس. ولكن بعد ذلك نظر العلماء إلى ما حدث عندما أعطوا الحلزون تدريبات قوية على نكهة الموز تبعها بعد ساعات تدريب ضعيف على نكهة جوز الهند. فجأة تعلمت الحلزونات من التدريب الضعيف أيضًا.

عندما غير الباحثون الترتيب وقاموا بالتدريب الضعيف أولاً ، فشلوا مرة أخرى في نقل الذاكرة. لا تزال القواقع تشكل ذكرى للتدريب القوي ، لكن هذا لم يكن له تأثير تقوي بأثر رجعي على التجربة السابقة. كما أن تبديل النكهات المستخدمة في التدريبات القوية والضعيفة لم يكن له أي تأثير.

خلص العلماء إلى أن التدريب القوي دفع القواقع إلى فترة "غنية بالتعلم" حيث كانت عتبة تكوين الذاكرة أقل ، مما مكنهم من تعلم الأشياء التي لم تكن لديهم لولا ذلك (مثل ارتباط التدريب الضعيف بين النكهة و السكر المخفف). يمكن لمثل هذه الآلية أن تساعد الدماغ على توجيه الموارد نحو التعلم في الأوقات المناسبة. يمكن للطعام أن يجعل القواقع أكثر يقظة لمصادر الطعام المحتملة القريبة ؛ فُرش الخطر قد تزيد من حساسيتهم تجاه التهديدات.

ومع ذلك ، كان التأثير على القواقع عابرًا. استمرت فترة التعلم الغنية لمدة 30 دقيقة فقط إلى أربع ساعات بعد التدريب القوي. بعد ذلك ، توقفت القواقع عن تكوين ذكريات طويلة المدى خلال جلسة التدريب الضعيفة ، ولم يكن ذلك بسبب نسيان تدريبها القوي - استمرت ذكرى ذلك لعدة أشهر.

قال كروسلي إن وجود نافذة حاسمة للتعلم المعزز أمر منطقي لأنه إذا لم تتوقف العملية ، "فقد يكون ذلك ضارًا بالحيوان". قد لا يستثمر الحيوان الكثير من الموارد في التعلم فحسب ، بل يمكنه أيضًا تعلم الارتباطات الضارة ببقائه على قيد الحياة.

التصورات المتغيرة

من خلال الفحص باستخدام الأقطاب الكهربائية ، اكتشف الباحثون ما يحدث داخل دماغ الحلزون عندما يشكل ذكريات طويلة المدى من التدريبات. يحدث قرصان متوازيان في نشاط الدماغ. الأول يشفر الذاكرة نفسها. وقال كروسلي إن الطريقة الثانية "تشارك بحتة في تغيير تصور الحيوان للأحداث الأخرى". إنها "تغير الطريقة التي تنظر بها إلى العالم بناءً على تجاربها السابقة."

ووجدوا أيضًا أنه بإمكانهم إحداث نفس التحول في إدراك القواقع عن طريق منع تأثيرات الدوبامين ، المادة الكيميائية في الدماغ التي تنتجها الخلايا العصبية التي تنشط سلوك البصق. في الواقع ، أدى ذلك إلى إيقاف العصبون عن البصق وترك العصبون للابتلاع باستمرار. كان للتجربة نفس تأثير الترحيل الذي أحدثه التدريب القوي في التجارب السابقة: بعد ساعات ، شكلت القواقع ذاكرة طويلة المدى للتدريب الضعيف.

قال الباحثون إن الباحثين يرسمون بشكل دقيق وأنيق العملية من "السلوك إلى الأسس الكهربية لهذا التفاعل بين الذكريات السابقة والجديدة". بيدرو جاكوب، زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة أكسفورد لم يشارك في الدراسة. "إن معرفة كيفية حدوث هذا ميكانيكيًا أمر مثير للاهتمام لأنه ربما يتم حفظه عبر الأنواع."

ومع ذلك ، فإن فرانك غير مقتنع تمامًا بأن فشل الحلزونات في تناول الماء المنكه بعد التدريب الضعيف يعني أنها لا تحمل ذاكرة منه. قال إنه يمكن أن يكون لديك ذاكرة ولكن لا تتصرف على أساسها ، لذا فإن القيام بهذا التمييز قد يتطلب تجارب متابعة.

قال جلانزمان إن الآليات الكامنة وراء التعلم والذاكرة متشابهة بشكل مدهش في الرخويات والثدييات مثل البشر. وبقدر ما يعرف المؤلفون ، فإن هذه الآلية الدقيقة لم تظهر على البشر ، كما قال كروسلي. وقال: "قد تكون سمة محفوظة على نطاق واسع وبالتالي تستحق مزيدًا من الاهتمام".

قال جلانزمان إنه سيكون من المثير للاهتمام دراسة ما إذا كان التغيير في الإدراك يمكن أن يكون أكثر ديمومة. إنه يشك في أن هذا قد يكون ممكنًا إذا أعطيت القواقع حافزًا مكرهًا ، وهو ما يجعلها مريضة بدلاً من شيء تحبه.

في الوقت الحالي ، يشعر كروسلي وفريقه بالفضول بشأن ما يحدث في أدمغة هذه القواقع عندما تؤدي سلوكيات متعددة ، وليس مجرد فتح أو إغلاق أفواههم. قال كروسلي: "هذه مخلوقات رائعة للغاية". "لا تتوقع حقًا أن تكون هذه الحيوانات قادرة على القيام بهذه الأنواع من العمليات المعقدة."

ملاحظة المحرر: لورين فرانك هي محققة في مبادرة أبحاث التوحد التابعة لمؤسسة سيمونز (سفاري). تمول مؤسسة Simons أيضًا كوانتا كمجلة تحريرية مستقلة. قرارات التمويل ليس لها تأثير على تغطيتنا.