نقش مردمک چشم در مرور خاطرات هنگام خواب

در این پژوهش، که روز چهارشنبه در نشریه نیچر (Nature) منتشر شد، آمده است اندازه مردمک چشم کلید شناخت نحوه و زمان شکل‌گیری خاطرات قوی و ماندگار در مغز است.

پژوهشگران دانشگاه کرنل در آمریکا با اتصال الکترودهایی به مغز موش و استفاده از دوربین‌های ردیابی چشم، این جوندگان را بررسی کردند.

آن‌ها دریافتند زمانی که مردمک چشم در یک زیرمرحله خواب منقبض بود، خاطرات جدید بازپخش و تثبیت می‌شدند. زمانی که مردمک گشاد بود، به نظر می‌رسید که مغز خاطرات قدیمی‌تر را بازپخش می‌کرد.

پژوهشگران می‌گویند توانایی مغز در تفکیک این دو زیرمرحله خواب برای جلوگیری از «فراموشی فاجعه‌بار»، یا تثبیت یک خاطره به بهای از دست دادن خاطره‌ای دیگر، حیاتی است.

پژوهشگران به موش‌های مورد مطالعه وظایف گوناگونی مانند جمع‌آوری آب یا دریافت پاداش شیرینی در یک هزارتو را آموزش دادند. آن‌ها به این جوندگان الکترودهای مغزی و دوربین‌های کوچکی متصل کردند که مقابل چشمانشان آویزان بود تا تغییرات مردمک چشم را ردیابی کنند.

وقتی موش وظیفه جدیدی را یاد می‌گرفت و به خواب می‌رفت، الکترودها فعالیت مغزی‌اش را ثبت می‌کردند و دوربین تغییرات مردمک چشم را ضبط می‌کرد.

دانشمندان دریافتند که تثبیت حافظه در طول خواب بدون حرکت سریع چشم صورت می‌گیرد. خواب بدون حرکت سریع چشم همان وقتی است که رویا می‌بینیم.

آزاهارا اولیوا، یکی از نویسندگان این پژوهش، توضیح داد: «این لحظات بازه‌های زمانی بسیار بسیار کوتاه‌اند که برای انسان قابل‌تشخیص نیست، مانند ۱۰۰ میلی‌ثانیه.» 

این تحقیق به پژوهشگران کمک می‌کند بفهمند مغز چگونه نمایش‌های خاطره را که سریع و کوتاه است در طول خواب توزیع می‌کند.

علاوه بر این، دیدگاهی ارائه می‌دهد در مورد اینکه مغز چگونه اطلاعات جدید را جدا می‌کند تا با اطلاعات قدیمی که از قبل در ذهن وجود دارد تداخل پیدا نکند.

یافته‌های جدید نشان می‌دهند که ساختار خواب در موش‌ها از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد متنوع‌تر و به مراحل مشاهده‌شده در انسان‌ها شبیه‌تر است.

پژوهشگران با قطع خواب موش‌ها در لحظات گوناگون و سپس آزمایش میزان به‌یادآوری وظایف آموخته‌شده، توانستند به شناخت بیشتری از این فرایند برسند.

زمانی که موش وارد زیرمرحله‌ای از خواب بدون حرکت سریع چشم می‌شد، مشاهده می‌شد که مردمک چشمش کوچک می‌شود و به نظر می‌رسید مغز وظایفی را که اخیرا آموخته‌شده یا خاطرات جدید را بازپخش می‌کند.

این پژوهش اشاره می‌کند: «در مقابل، خاطرات قدیمی‌تر زمانی بازپخش و ادغام می‌شوند که مردمک چشم گشاد می‌شود.»

دکتر اولیوا گفت: «این شبیه یادگیری جدید، اطلاعات قدیمی، یادگیری جدید، اطلاعات قدیمی است، و این روند به‌آرامی در طول خواب در نوسان است.»

این یافته‌ها به سازوکاری داخلی در مغز اشاره دارد که در یک بازه زمانی بسیار کوتاه عمل می‌کند و یادگیری جدید را از اطلاعات قدیمی جدا می‌کند.

پژوهشگران امیدوارند که این تحقیق به بهبود روش‌های تقویت حافظه در انسان و کمک به آموزش هوش مصنوعی منجر شود.