مغز چطور به یادگیری مهارت‌های جدید کمک می‌کند؟

 محققان موسسات تحقیقاتی "گلاداِستون" (Gladstone)کشف کردند که چگونه یک نوع خاص از نورون باعث بهبود کارایی یادگیری مهارت‌های جدید می‌شود.

به گزارش ایسنا و به نقل از مدیکال‌اکسپرس، اگر دوچرخه خود را در طول سال‌ها سوار نشده باشید، احتمالا بدون فکر کردن بیاد می‌آورید که چگونه این کار را انجام ‌دهید. مهارت‌های مورد نیاز برای انجام هر یک از این فعالیت‌ها در مغز شما به عنوان "خاطرات رویه ای"(procedural memories) ذخیره می‌شوند.

محققان موسسات تحقیقاتی زیست پزشکی "گلاداِستون" (Gladstone)کشف کردند که چگونه یک نوع خاص از نورون باعث بهبود کارایی این نوع یادگیری می‌شود.

دانشمندان ابتدا می‌خواستند نشان دهند که چگونه سلول‌های تخصصی مغزی ، به نام "اینترنورون‌های فست اسپایکینگ" (fast-spiking interneurons)، باعث اختلالات حرکتی مانند "سندرم توره" (Tourette's syndrome)، "دیستونی"(dystonia) و "دیسکینزی" (dyskinesia)می‌شوند. اما تحقیقات‌شان آنها را به کشف بزرگتری هدایت کرد.

این تیم تحقیقاتی  توسط "آناتُل سی کریتزر"(Anatol C. Kreitzer)  دکتر و پژوهشگر ارشد موسسه گلادستون، در حال تلاش برای درک مکانیزم‌های "هسته‌های قاعده ای" (basal ganglia)که نقش مهمی در عمل کنترل حرکتی ایفا می‌کنند و گروهی از نورون‌های متصل شده در مغز هستند که حرکت را کنترل می‌کنند و با تصمیم گیری و انتخاب عمل مرتبط هستند .

اینترنورون‌های فست اسپایکینگ، نشان دهنده تنها حدود یک درصد از نورون‌ها در ناحیه مغز هستند اما به اینکه نقش مهمی در سازماندهی فعالیت مدار دارند، شناخته شده‌اند.

فرضیه اصلی در این زمینه این بود که این اینترنورون‌ها در کنترل حرکتی دخیل بودند و فقدان آنها ممکن بود به اختلالات حرکتی مربوط باشد.

کریتزر، استاد فیزیولوژی و مغز و اعصاب دانشگاه دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو گفت:  پس از 2 سال آزمایش‌ها عکس قضیه را به ما نشان داد. ما در نهایت خودمان را متقاعد کردیم که این فرض اشتباه بود.

در عوض، آنها کشف کردند که اینترنورون‌ها برای یادگیری و حافظه بسیار مهم هستند و بیشتر از اختلالات حرکتی به طور بالقوه با بیماری روانپزشکی مرتبط هستند.

تیم کریتزر متوجه شدند که اینترنورون‌ها نقش اساسی در انعطاف‌پذیری عصبی دارند که  این انعطاف‌پذیری عصبی توانایی مغز برای تقویت یا تضعیف ارتباط بین نورون‌ها است. با انجام این کار، مغز می‌تواند اطلاعات و "خاطرات رویه‌ای" را ذخیره کند.

"اسکات اون" (Scott Owen)، دکتر و دانشمند آزمایشگاه کریتزر در گلاداِستون، گفت: ما نشان دادیم  که اینترنورون‌های فست اسپایکینگ مانند نگهبان ورودی برای انعطاف پذیری است. این برای یادگیری و حافظه بسیار مهم است.

در نهایت، دانشمندان توضیح دادند که چگونه اینترنورون‌ها برای بهبود کارایی یادگیری رویه ای عمل می‌کنند. یافته‌های کریتزر و تیم او، نشان می‌دهد که نورون‌ها برای یادگیری در نواحی دیگر مغز نیز بسیار مهم هستند.

کریتزر گفت: ما معتقدیم یافته‌های ما می‌تواند به عنوان یک راهنمای کلی برای تعیین اینکه چگونه این نورون‌ها بر تمام شبکه های عصبی تاثیر می‌گذارد، استفاده شود.

در دیگر نقاط مغز، این نورون‌ها برای پردازش ورودی حسی مانند بینایی یا لمس، مهم هستند و اختلال در عملکرد آنها با اختلال دوقطبی و شیزوفرنی مرتبط است. اینترنورون‌های فست اسپایکینگ می‌توانند یک عامل کلیدی در کنترل کارآیی فرآیند یادگیری در این سیستم ها باشند.

این یافته‌ها در مجله علمی "Cell" منتشر شد.