في دراسة نُشرت في مجلة نيتشور من قبل Max Kozlov، تبين أن حرمان الفئران من النوم يؤثر سلباً على إشارة دماغية حاسمة مرتبطة بتكوين الذاكرة على المدى الطويل. تُظهر النتائج أن النوم العميق يسهم في إنتاج تموجات حادة-التموج في منطقة الحبل الشوكي، التي تعتبر مهمة لتواصل الذاكرة مع النيوكورتيكس. عندما يتم تعكير هذه التموجات أثناء النوم، تتأثر قدرة الفئران على اختيار الذكريات التي تدخل التخزين على المدى الطويل، مما يشير إلى أهمية النوم الجيد في دعم عمليات تكوين الذاكرة والتعلم.
ترجمة المقال
تتعثر إشارة دماغية مهمة مرتبطة بالذاكرة طويلة المدى لدى الفئران عندما تُحرم من النوم، وهو ما قد يساعد في تفسير سبب تعطيل قلة النوم لتكوين الذاكرة. حتى ليلة من النوم الطبيعي بعد ليلة نوم سيئة ليست كافية لإصلاح إشارة الدماغ.
تشير هذه النتائج، التي نُشرت اليوم في مجلة Nature، إلى أن هناك "نافذة مهمة لمعالجة الذاكرة"، كما تقول لورين فرانك، عالمة الأعصاب في جامعة كاليفورنيا بسان فرانسيسكو، والتي لم تشارك في الدراسة. "بمجرد أن تفقده، فقدته."
وبمرور الوقت، يمكن أن تؤدي هذه النتائج إلى علاجات مستهدفة لتحسين الذاكرة، كما يقول المؤلف المشارك في الدراسة كامران ديبا، عالم الأعصاب الحسابي في كلية الطب بجامعة ميشيغان في آن أربور.
تشير هذه النتائج، التي نُشرت اليوم في مجلة Nature، إلى أن هناك "نافذة مهمة لمعالجة الذاكرة"، كما تقول لورين فرانك، عالمة الأعصاب في جامعة كاليفورنيا بسان فرانسيسكو، والتي لم تشارك في الدراسة. "بمجرد أن تفقده، فقدته."
وبمرور الوقت، يمكن أن تؤدي هذه النتائج إلى علاجات مستهدفة لتحسين الذاكرة، كما يقول المؤلف المشارك في الدراسة كامران ديبا، عالم الأعصاب الحسابي في كلية الطب بجامعة ميشيغان في آن أربور.
إطلاق النار على قدم وساق
نادراً ما تعمل الخلايا العصبية في الدماغ بمفردها؛ فهي مترابطة للغاية وغالبًا ما يتم إطلاقها معًا بنمط إيقاعي أو متكرر. أحد هذه الأنماط هو تموج الموجة الحادة، حيث تقوم مجموعة كبيرة من الخلايا العصبية بإطلاق النار بتزامن شديد، ثم تقوم مجموعة كبيرة ثانية من الخلايا العصبية بنفس الشيء وهكذا، واحدة تلو الأخرى بوتيرة معينة. تحدث هذه التموجات في منطقة في الدماغ تسمى الحصين، وهي منطقة أساسية لتكوين الذاكرة. ويُعتقد أن هذه الأنماط تسهل التواصل مع القشرة المخية الحديثة، حيث يتم تخزين الذكريات طويلة المدى لاحقًا.
أحد الأدلة على وظيفتها هو أن بعض هذه التموجات عبارة عن عمليات إعادة تشغيل متسارعة لأنماط نشاط الدماغ التي حدثت أثناء الأحداث الماضية. على سبيل المثال، عندما يزور حيوان مكانًا معينًا في قفصه، فإن مجموعة معينة من الخلايا العصبية في الحصين تنشط في انسجام تام، مما يخلق تمثيلًا عصبيًا لذلك الموقع. وفي وقت لاحق، قد تشارك هذه الخلايا العصبية نفسها في تموجات الموجات الحادة، كما لو أنها تعيد تشغيل مقتطفات من تلك التجربة بسرعة.
وجدت الأبحاث السابقة أنه عندما يتم إزعاج هذه التموجات، تواجه الفئران صعوبات في اختبار الذاكرة. وعندما امتدت التموجات، تحسن أدائها في نفس الاختبار، مما دفع جيورجي بوزاكي، عالم أعصاب النظم في جامعة نيويورك لانغون هيلث في مدينة نيويورك، الذي كان يبحث في هذه التموجات منذ الثمانينيات، إلى تسمية التموجات بـ "المؤشر الحيوي المعرفي". للذاكرة والتعلم.
لاحظ الباحثون أيضًا أن تموجات الموجات الحادة تميل إلى الحدوث أثناء النوم العميق، وكذلك خلال ساعات الاستيقاظ، ويبدو أن تلك التموجات أثناء النوم لها أهمية خاصة في تحويل المعرفة قصيرة المدى إلى ذكريات طويلة المدى. يقول ديبا إن هذه الروابط بين التموجات والنوم والذاكرة موثقة جيدًا، ولكن هناك القليل من الدراسات التي تلاعبت بالنوم بشكل مباشر لتحديد كيفية تأثيره على هذه التموجات، وبالتالي الذاكرة.
أحد الأدلة على وظيفتها هو أن بعض هذه التموجات عبارة عن عمليات إعادة تشغيل متسارعة لأنماط نشاط الدماغ التي حدثت أثناء الأحداث الماضية. على سبيل المثال، عندما يزور حيوان مكانًا معينًا في قفصه، فإن مجموعة معينة من الخلايا العصبية في الحصين تنشط في انسجام تام، مما يخلق تمثيلًا عصبيًا لذلك الموقع. وفي وقت لاحق، قد تشارك هذه الخلايا العصبية نفسها في تموجات الموجات الحادة، كما لو أنها تعيد تشغيل مقتطفات من تلك التجربة بسرعة.
وجدت الأبحاث السابقة أنه عندما يتم إزعاج هذه التموجات، تواجه الفئران صعوبات في اختبار الذاكرة. وعندما امتدت التموجات، تحسن أدائها في نفس الاختبار، مما دفع جيورجي بوزاكي، عالم أعصاب النظم في جامعة نيويورك لانغون هيلث في مدينة نيويورك، الذي كان يبحث في هذه التموجات منذ الثمانينيات، إلى تسمية التموجات بـ "المؤشر الحيوي المعرفي". للذاكرة والتعلم.
لاحظ الباحثون أيضًا أن تموجات الموجات الحادة تميل إلى الحدوث أثناء النوم العميق، وكذلك خلال ساعات الاستيقاظ، ويبدو أن تلك التموجات أثناء النوم لها أهمية خاصة في تحويل المعرفة قصيرة المدى إلى ذكريات طويلة المدى. يقول ديبا إن هذه الروابط بين التموجات والنوم والذاكرة موثقة جيدًا، ولكن هناك القليل من الدراسات التي تلاعبت بالنوم بشكل مباشر لتحديد كيفية تأثيره على هذه التموجات، وبالتالي الذاكرة.
نداء الاستيقاظ
لفهم كيفية تأثير قلة النوم على الذاكرة، سجل ديبا وزملاؤه نشاط الحصين في سبعة فئران أثناء استكشافهم للمتاهات على مدار عدة أسابيع. قام الباحثون بانتظام بتعطيل نوم بعض الحيوانات وتركوا البعض الآخر ينام حسب الرغبة.
ولدهشة ديبا، كانت لدى الفئران التي تم إيقاظها بشكل متكرر مستويات مماثلة، أو حتى أعلى، من نشاط تموج الموجات الحادة مقارنة بالقوارض التي حصلت على نوم طبيعي. لكن إطلاق التموجات كان أضعف وأقل تنظيما، مما يدل على انخفاض ملحوظ في تكرار أنماط الإطلاق السابقة. وبعد أن تعافت الحيوانات المحرومة من النوم على مدار يومين، عادت عملية إعادة إنشاء الأنماط العصبية السابقة إلى الارتفاع، لكنها لم تصل أبدًا إلى المستويات الموجودة في تلك التي حصلت على نوم طبيعي.
توضح هذه الدراسة أن "الذكريات تستمر في المعالجة بعد تجربتها، وأن المعالجة بعد التجربة مهمة حقًا"، كما يقول فرانك. ويضيف أن هذا يمكن أن يفسر لماذا قد يكون الاكتظاظ قبل الامتحان أو السهر طوال الليل استراتيجية غير فعالة.
كما أنه يعلم الباحثين درسًا مهمًا: محتوى التموجات الحادة أكثر أهمية من كميتها، نظرًا لأن الفئران التي حصلت على نوم طبيعي والفئران التي حرمت من النوم كان لديها عدد مماثل من التموجات، كما يقول.
ولدهشة ديبا، كانت لدى الفئران التي تم إيقاظها بشكل متكرر مستويات مماثلة، أو حتى أعلى، من نشاط تموج الموجات الحادة مقارنة بالقوارض التي حصلت على نوم طبيعي. لكن إطلاق التموجات كان أضعف وأقل تنظيما، مما يدل على انخفاض ملحوظ في تكرار أنماط الإطلاق السابقة. وبعد أن تعافت الحيوانات المحرومة من النوم على مدار يومين، عادت عملية إعادة إنشاء الأنماط العصبية السابقة إلى الارتفاع، لكنها لم تصل أبدًا إلى المستويات الموجودة في تلك التي حصلت على نوم طبيعي.
توضح هذه الدراسة أن "الذكريات تستمر في المعالجة بعد تجربتها، وأن المعالجة بعد التجربة مهمة حقًا"، كما يقول فرانك. ويضيف أن هذا يمكن أن يفسر لماذا قد يكون الاكتظاظ قبل الامتحان أو السهر طوال الليل استراتيجية غير فعالة.
كما أنه يعلم الباحثين درسًا مهمًا: محتوى التموجات الحادة أكثر أهمية من كميتها، نظرًا لأن الفئران التي حصلت على نوم طبيعي والفئران التي حرمت من النوم كان لديها عدد مماثل من التموجات، كما يقول.
تأثيرات الموجات الحادة-التموج
يقول بوزاكي إن هذه النتائج تتوافق مع البيانات التي نشرتها مجموعته في السادس من مارس، والتي وجدت أن تموجات الموجات الحادة التي تحدث أثناء استيقاظ الحيوان قد تساعد في اختيار التجارب التي تدخل في الذاكرة طويلة المدى.
ويقول إنه من الممكن أن التموجات الحادة غير المنظمة للفئران المحرومة من النوم لا تسمح لها بتحديد تجارب الذاكرة طويلة المدى بشكل فعال. ونتيجة لذلك، قد لا تكون الحيوانات قادرة على إعادة تشغيل الإشارات العصبية الناتجة عن تلك التجارب في وقت لاحق.
وهذا يعني أنه يمكن استخدام اضطراب النوم لمنع الذكريات من الدخول إلى مخزن طويل الأمد، وهو ما قد يكون مفيدًا للأشخاص الذين عانوا مؤخرًا من شيء مؤلم، مثل أولئك الذين يعانون من اضطراب ما بعد الصدمة، كما يقول بوزاكي.
ويقول إنه من الممكن أن التموجات الحادة غير المنظمة للفئران المحرومة من النوم لا تسمح لها بتحديد تجارب الذاكرة طويلة المدى بشكل فعال. ونتيجة لذلك، قد لا تكون الحيوانات قادرة على إعادة تشغيل الإشارات العصبية الناتجة عن تلك التجارب في وقت لاحق.
وهذا يعني أنه يمكن استخدام اضطراب النوم لمنع الذكريات من الدخول إلى مخزن طويل الأمد، وهو ما قد يكون مفيدًا للأشخاص الذين عانوا مؤخرًا من شيء مؤلم، مثل أولئك الذين يعانون من اضطراب ما بعد الصدمة، كما يقول بوزاكي.
