يحسن التدريب المتكرر من الذاكرة العاملة ويغير مسارات الدماغ

توصلت دراسة جديدة من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس إلى أن الممارسة المتكررة لا تساعد على تحسين المهارات فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى تغييرات كبيرة في مسارات الذاكرة في الدماغ.

سعى البحث، الذي نُشر في مجلة "نيتشر" وأُجري بالتعاون مع جامعة روكفلر، إلى اكتشاف كيفية تحسين قدرة الدماغ على تخزين المعلومات ومعالجتها، المعروفة باسم الذاكرة العاملة، عن طريق التدريب.

لاختبار ذلك، طلب الباحثون من الفئران تحديد سلسلة من الروائح وتذكرها على مدار أسبوعين. راقب الباحثون النشاط العصبي للحيوانات أثناء قيامها بهذه المهمة، باستخدام مجهر جديد مصمم خصيصًا لتصوير النشاط الخلوي لما يصل إلى 73,000 خلية عصبية في وقت واحد عبر القشرة المخية بأكملها.

وجدت الدراسة تغيرات في دوائر الذاكرة العاملة الموجودة في القشرة الحركية الثانوية مع تكرار الفئران للمهمة مع مرور الوقت. عندما بدأت الفئران بتعلم المهمة، كانت تمثيلات الذاكرة غير مستقرة. ولكن بعد تكرار المهمة، بدأت أنماط الذاكرة بالاستقرار، أو "التبلور"، وفقًا للباحث الرئيسي وأخصائي الأعصاب في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس.

تأثير التثبيط الضوئي الوراثي على أداء مهام الذاكرة العاملة.
أ. الإعداد التجريبي.
ب. أنواع التجارب في مهمة ذاكرة عاملة مرتبطة متأخرة؛ تم تقييم اللعقات خلال فترة الاختيار التي مدتها 3 ثوانٍ، مع تحديد فترات التأخير المبكرة والمتأخرة.
ج. تقدم التعلم على مدار ثماني جلسات، مُقاسًا بنسبة الإجابات الصحيحة.
د. جلسة تدريب نموذجية، مع تحديد اللعقات.
هـ. تأثير التثبيط الضوئي على أداء المهام عبر العصور (الثانية الرابعة من فترة التأخير، P = 0.009؛ الثانية الخامسة من فترة التأخير، P = 0.005؛ الرائحة الثانية، P = 0.0004؛ الثانية الأولى من فترة الاختيار، P = 0.0001). أُجري التحليل الإحصائي باستخدام اختبارات t المزدوجة.
و. يُضعف التثبيط الضوئي لـ M2 في آخر ثانيتين من فترة التأخير خلال الأيام السبعة الأولى من التدريب أداء المهمة. n = 4 (فئران معبرة عن stGtACR2) وn = 4 (فئران معبرة عن mCherry). كانت قيم P المحددة باختبارات t لعينتين للجلسات من 1 إلى 10 كما يلي: P1 = 0.8425، P2 = 0.4610، P3 = 0.6904، P4 = 0.0724، P5 = 0.0463، P6 = 0.0146، P7 = 0.0161، P8 = 0.7065، P9 = 0.6530، وP10 = 0.7955. بالنسبة لـ c وe وf، تُعرض البيانات كمتوسط ± خطأ معياري غير دالة إحصائيًا؛ *P ≤ 0.05، **P ≤ 0.01، ***P ≤ 0.001، ****P ≤ 0.0001.
المصدر: الطبيعة (2024). دوى: 10.1038/s41586-024-07425-ث

"إذا تخيلت أن كل خلية عصبية في الدماغ تبدو وكأنها نغمة واحدة، فإن اللحن الذي يولده الدماغ أثناء أداء المهمة يختلف من يوم لآخر، ولكن بعد ذلك يصبح أكثر دقة وتشابهًا مع استمرار الحيوانات في ممارسة المهمة"، كما قال جولشاني.

توفر هذه التغييرات رؤية واضحة حول سبب تزايد دقة الأداء وتلقائية مع الممارسة المتكررة.

وقال جولشاني: "هذا الاكتشاف لا يعزز فهمنا للتعلم والذاكرة فحسب، بل له أيضًا آثار على معالجة المشاكل المرتبطة بضعف الذاكرة".

تم تنفيذ هذا العمل من قبل الدكتور آراش بيلفارد، أحد علماء المشروع في جامعة كاليفورنيا، بالتعاون الوثيق مع مجموعة الدكتور علي باشا وزيري في جامعة روكفلر.