الدماغ يحاول التنبؤ بالتجارب المستقبلية عند النوم

لندن - توصلت دراسة جديدة إلى أن الدماغ لا يقوم بإعادة الأحداث الماضية عندما ينام الشخص فحسب، بل يتوقع أيضا التجارب المستقبلية، ما قد يؤدي إلى تحسين علاج الاضطرابات العصبية مثل الزهايمر. وداء الزهايمر اضطراب في الدماغ يتفاقم بمرور الوقت. ويتسم بحدوث تغيرات في الدماغ تؤدي إلى ترسبات لبعض البروتينات. يسبب داء الزهايمر تقلصا في الدماغ وموت خلاياه في النهاية.

وداء الزهايمر هو السبب الأكثر شيوعا للإصابة بالخَرَف، وهو تدهور تدريجي في الذاكرة والقدرة على التفكير والمهارات السلوكية والاجتماعية. ويمكن أن تؤثر هذه التغيرات في قدرة الشخص على أداء وظائفه. وفحصت الدراسات السابقة الأداء في اختبارات الذاكرة بعد أخذ القيلولة وبعد فترات من الاستيقاظ أو الحرمان من النوم، حيث إن النوم مهم للذاكرة والتعلم ويساعد على تحويل التجارب الجديدة إلى ذكريات مستقرة.

واكتشف الباحثون أن بعض الخلايا العصبية في الدماغ لا تعيد تجارب الماضي فحسب، بل تتوقع أيضا الأحداث المستقبلية أثناء النوم. ومن خلال دراسة نشاط الحصين لدى الفئران، وجدوا أن الخلايا العصبية تعمل على تثبيت التمثيلات المكانية والاستعداد للمهام المستقبلية.

وخلال الدراسة التي نشرت في مجلة “نيتشر”، قام الباحثون بتدريب الفئران على الركض ذهابا وإيابا على مسار مرتفع مع مكافأة في كلا الطرفين، ولاحظوا كيف يتم تحفيز هذه الخلايا العصبية في الحصين في هذه العملية. ومن خلال فحص كيفية تحفيز هذه الخلايا العصبية في المتوسط على مدار العديد من الدورات ذهابا وإيابا، قدّر الباحثون المجال المكاني لكل خلية عصبية، وهي المنطقة المحددة في البيئة التي “تهتم” بها الخلية العصبية أكثر من غيرها.

وقدروا، ببساطة، المكان الذي كانت تحلم القوارض بالتواجد فيه أثناء نومها باستخدام طريقة إحصائية للتعلم الآلي. ووجدوا أن النشاط العصبي للفئران النائمة كان إلى حد ما ينبئ بكيفية تعاملها مع المتاهة بعد الاستيقاظ. ولاحظ الباحثون أن التمثيلات المكانية التي تتشكل في أدمغة الفئران عندما تواجه بيئة جديدة تكون مستقرة في الغالب بعد عدة ساعات من النوم.

ولكن يبدو أيضا أن الخلايا العصبية تتصرف بطريقة مكنت القوارض من التنقل في المتاهة بشكل أفضل عندما تستيقظ. وهذا يعني أن القوارض لم تكن تحلم فقط بالأماكن التي زارتها في المتاهة، بل كانت تعمل أيضا على إيجاد طرق جديدة محتملة لسلوكها. وقال الباحثون إن مثل هذا الضبط المكاني يبدو وكأنه عملية ديناميكية حيث يلعب النوم دورا رئيسيا.

وشرح كاليب كيميري، المؤلف المشارك في الدراسة، “أكثر ما أحببته في هذه الدراسة والسبب الذي جعلني متحمسا جدا له هو اكتشاف أنه ليس من الضروري أن يكون الشيء الوحيد الذي تفعله هذه الخلايا العصبية أثناء النوم هو تثبيت ذاكرة التجربة. واتضح أن بعض الخلايا العصبية تقوم في نهاية المطاف بشيء آخر".

وأضاف "يمكننا أن نرى هذه التغييرات الأخرى تحدث أثناء النوم، وعندما نعيد الحيوانات إلى البيئة مرة أخرى، يمكننا التحقق من أن هذه التغييرات تعكس بالفعل شيئا تم تعلمه أثناء نوم الحيوانات. ويبدو الأمر كما لو أن التعرض الثاني للفضاء يحدث بالفعل أثناء نوم الحيوان. وهذا يمثل ملاحظة مباشرة للمرونة العصبية التي تحدث أثناء النوم”.