كيف يختار الدماغ ما يجب تذكره وما يجب نسيانه

تنبثق الذاكرة طويلة المدى من سلسلة من البرامج الجزيئية التي تقوم بفرز التجارب المهمة وتثبيتها وتعزيزها.

إن فهم هذه الموقتات قد يسمح للباحثين بتجاوز مناطق الدماغ المتضررة والحفاظ على الذكريات في الحالات التنكسية.

كيف يختار الدماغ ما يجب تذكره

في كل يوم، يأخذ الدماغ تجارب عابرة ولحظات من الإبداع وأحداثًا مشحونة عاطفيًا ويحولها إلى ذكريات دائمة تساعد في تشكيل هويتنا وكيفية اتخاذ القرارات. كان السؤال الرئيسي هو كيف يختار الدماغ أي أجزاء من المعلومات يجب الحفاظ عليها والمدة التي يجب أن تبقى فيها كل واحدة.

تظهر الأبحاث الحديثة أن الذكريات طويلة المدى تتشكل من خلال سلسلة من عمليات التوقيت الجزيئي التي تتكشف عبر أجزاء مختلفة من الدماغ. وباستخدام نظام سلوكي قائم على الواقع الافتراضي في الفئران، وجد العلماء أن منظمات جزيئية محددة توجه الذكريات على طول مسارات متميزة، إما بتقويتها إلى أشكال أكثر استقرارًا أو السماح لها بالتلاشي.

مناطق الدماغ المتعددة تنظم التخزين على المدى الطويل

الدراسة التي نشرت اليوم (16 نوفمبر) في طبيعةيكشف أن العديد من مناطق الدماغ تعمل معًا لتحويل التجارب الجديدة تدريجيًا إلى ذكريات أكثر ديمومة. على طول الطريق، تساعد نقاط التفتيش المختلفة في تحديد الذكريات المهمة بما يكفي لتعزيزها والحفاظ عليها.

تقول بريا راجاسيثوباثي، رئيسة مختبر عائلة سكولر هورباخ للديناميكيات العصبية والإدراك: “هذا اكتشاف رئيسي لأنه يشرح كيف نضبط متانة الذكريات”. “ما نختار أن نتذكره هو عملية تتطور باستمرار بدلاً من قلب المفتاح لمرة واحدة.”

إعادة النظر في نموذج الذاكرة ثنائي المنطقتين

لسنوات عديدة، ركز العلماء في المقام الأول على لاعبين رئيسيين: الحصين، الذي يدعم الذاكرة قصيرة المدى، والقشرة، التي يُعتقد أنها تحتوي على ذكريات طويلة المدى. في هذه النظرة التقليدية، يُعتقد أن الذكريات طويلة المدى يتم التحكم فيها بواسطة مفاتيح جزيئية تكون إما في حالة تشغيل أو إيقاف.

يقول راجاسيثوباثي: “تشتمل النماذج الحالية للذاكرة في الدماغ على جزيئات ذاكرة تشبه الترانزستور، وتعمل كمفاتيح تشغيل/إيقاف”.

يشير هذا الإطار إلى أنه بمجرد تحديد الذاكرة قصيرة المدى للتخزين طويل المدى، فإنها ستظل ثابتة هناك. ومع ذلك، حتى عندما ولّد هذا النموذج رؤى قيمة، أصبح من الواضح أنه لم يستوعب بشكل كامل مدى تعقيد استقرار الذاكرة أو يفسر سبب استمرار بعض الذكريات طويلة المدى لأسابيع فقط بينما تستمر ذكريات أخرى مدى الحياة.

وباستخدام الواقع الافتراضي، تمكن العلماء من التحكم في عدد المرات التي شهدت فيها الفئران كل ذكرى، وكذلك الذكريات التي مرت بها ومتى. الائتمان: مختبر راجاسيثوباثي / جامعة روكفلر

الدور المركزي للمهاد في تثبيت الذكريات

بعد ذلك، في عام 2023، نشر راجاسيثوباثي وزملاؤه ورقة بحثية حددت مسارًا دماغيًا يربط بين الذكريات القصيرة والطويلة المدى. أحد العناصر المهمة في هذا هو منطقة في وسط الدماغ تسمى المهاد، والتي لا تساعد فقط في اختيار الذكريات التي يجب تذكرها، ولكنها توجهها إلى القشرة لتحقيق الاستقرار على المدى الطويل.

مهدت النتائج الطريق لمعالجة بعض الأسئلة الأساسية في مجال أبحاث الذاكرة: ماذا يحدث للذكريات خارج نطاق التخزين قصير المدى في الحُصين، وما هي الآليات الجزيئية التي تقف وراء عملية الفرز التي تعزز الذكريات المهمة في القشرة الدماغية وتخفض مرتبة الذكريات غير المهمة التي يجب نسيانها؟

تجارب الواقع الافتراضي تكشف كيف يتشكل ثبات الذاكرة

للإجابة على هذه الأسئلة، طور الفريق نموذجًا سلوكيًا باستخدام نظام الواقع الافتراضي حيث شكلت الفئران ذكريات محددة. يقول راجاسيثوباثي: “لقد ابتكر أندريا تيرسيروس، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في مختبري، نموذجًا سلوكيًا أنيقًا سمح لنا بحل هذه المشكلة بطريقة جديدة”. “من خلال تغيير عدد مرات تكرار تجارب معينة، تمكنا من جعل الفئران تتذكر بعض الأشياء بشكل أفضل من غيرها، ومن ثم النظر إلى الدماغ لمعرفة الآليات المرتبطة باستمرار الذاكرة”.

لكن الارتباط لم يكن كافيا. ولإثبات العلاقة السببية، قامت سيلين تشين، القائدة المشاركة، بتطوير منصة فحص كريسبر لمعالجة الجينات في المهاد والقشرة الدماغية. باستخدام هذه الأداة، تمكنوا من إثبات أن إزالة جزيئات معينة أثرت على مدة الذاكرة. ومن المثير للدهشة أنهم لاحظوا أيضًا أن كل جزيء يؤثر على تلك المدة على فترات زمنية مختلفة.

الموقتات الجزيئية تحل محل أسطورة المفتاح الفردي

وتشير النتائج إلى أن الذاكرة طويلة المدى لا يتم الحفاظ عليها من خلال مفتاح تشغيل/إيقاف جزيئي واحد، ولكن من خلال سلسلة من برامج تنظيم الجينات التي تتكشف بمرور الوقت وعبر مناطق الدماغ مثل سلسلة من الموقتات الجزيئية.

يتم تشغيل المؤقتات الأولية بسرعة وتتلاشى بنفس السرعة، مما يسمح بالنسيان السريع؛ تعمل الموقتات اللاحقة بشكل أبطأ ولكنها تخلق ذكريات أكثر استدامة. تتيح هذه العملية المتدرجة للدماغ تعزيز التجارب المهمة للتخزين على المدى الطويل، بينما تتلاشى تجارب أخرى. في هذه الدراسة، استخدم الباحثون التكرار كبديل للأهمية، حيث قاموا بمقارنة ذكريات السياقات المتكررة بشكل متكرر مع تلك التي تمت مواجهتها بشكل أقل. حدد الفريق ثلاثة منظمات نسخية: Camta1 وTcf4 في المهاد، وAsh1l في القشرة الحزامية الأمامية، وهي ليست ضرورية لتكوين الذكريات في البداية، ولكنها ضرورية للحفاظ عليها. يؤدي تعطيل Camta1 وTcf4 إلى إضعاف الاتصالات الوظيفية بين المهاد والقشرة، مما يؤدي إلى فقدان الذاكرة.

الاستقرار التدريجي

يشير النموذج إلى أنه بعد تكوين الذاكرة الأساسية في الحصين، يضمن Camta1 وأهدافه الثبات الأولي للذاكرة. مع مرور الوقت، يتم تنشيط Tc4 وأهدافه، مما يوفر التصاق الخلايا والدعم الهيكلي لمواصلة الحفاظ على الذاكرة. وأخيرًا، يستخدم Ash1l برامج إعادة تشكيل الكروماتين التي تجعل الذاكرة أكثر ثباتًا.

يقول راجاسيثوباثي: “ما لم تقم بتعزيز الذكريات على هذه الموقتات، فإننا نعتقد أنك مستعد لنسيانها بسرعة”.

ومن المثير للاهتمام أن Ash1l ينتمي إلى عائلة من البروتينات تسمى هيستون ميثيل ترانسفيراز والتي تحتفظ بالذاكرة في الأنظمة البيولوجية الأخرى أيضًا. يقول راجاسيثوباثي: “في الجهاز المناعي، تساعد هذه الجزيئات الجسم على تذكر العدوى السابقة؛ وأثناء التطور، تساعد هذه الجزيئات نفسها الخلايا على تذكر أنها أصبحت خلية عصبية أو عضلة وتحافظ على تلك الهوية على المدى الطويل”. “ربما يعيد الدماغ استخدام هذه الأشكال المنتشرة من الذاكرة الخلوية لدعم الذكريات المعرفية.”

توجيه الذكريات حول الدوائر المتضررة من المرض

قد يكون لهذه النتائج آثار على الأمراض المرتبطة بالذاكرة. ويعتقد راجاسيثوباثي أنه من خلال تحديد البرامج الجينية التي تحافظ على الذاكرة، قد يجد الباحثون في نهاية المطاف طرقًا لتوجيه الذاكرة عبر دوائر بديلة وحول الأجزاء التالفة من الدماغ في حالات مثل مرض الزهايمر. وتقول: “إذا عرفنا المنطقتين الثانية والثالثة المهمتين لتعزيز الذاكرة، وكان لدينا خلايا عصبية تموت في المنطقة الأولى، فربما نتمكن من تجاوز المنطقة المتضررة والسماح للأجزاء السليمة من الدماغ بتولي المسؤولية”.

ستركز خطوات راجاسيثوباثي التالية على الكشف عن كيفية تشغيل الموقتات الجزيئية المختلفة. وما يحدد مدتها. في الأساس، ما الذي يخبر الدماغ بمدى أهمية الذاكرة وإلى متى يجب أن تستمر؟ يركز مختبرها بشكل خاص على دور المهاد، الذي حددوه كمركز حاسم لاتخاذ القرار في هذه العملية.

كشف كيف تعيش الذكريات خارج منطقة الحصين

يقول راجاسيثوباثي: “نحن مهتمون بفهم حياة الذاكرة بما يتجاوز تكوينها الأولي في الحصين”. “نعتقد أن المهاد وتدفقاته الموازية من الاتصال بالقشرة الدماغية لها دور أساسي في هذه العملية.”

المرجع: 26 نوفمبر 2025، طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-025-09774-6

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.