مطالعه جدید نشان می دهد نخاع می تواند علاوه بر انتقال سیگنال های عصبی، خاطرات ما را هم در خود نگه داری کند.
یافته های جدید محققان ژاپنی می تواند درک ما را نسبت به عملکرد مغز و حافظه تا حد زیادی تغییر دهد. دکتر آيا تاكئوكا از مرکز تحقیقات مغزی ژاپن و تیم تحقیقاتی او موفق به شناسايي مسيرهاي عصبي در نخاع شدند كه به يادگيري مهارت‌هاي حركتي مستقل از مغز كمك مي‌كنند. نتایج این تحقیقات می تواند منجر به کشف روش های درمانی جدید برای بیماری های اختلال حافظه و سیستم عصبی شود. این مطالعه به تازگی در مجله علمي "ساینس" منتشر شد.
محققان در این مطالعه دو گروه مهم از نورون های نخاعی را کشف کردند که یکی از آنها برای یادگیری مهارت های جدید حرکتی و دیگری برای به خاطر آوردن مهارت ها بعد از یادگیری ضروری هستند. نتایج آزمایش های آنها مي‌تواند به ایجاد روش های بازتواني حركتي ناشی از آسيب دیدگی نخاعی کمک کند.
تحقیقات قبلی نشان داد که حرکات ما می تواند با تمرین از طریق نخاع و نه مغز تنظیم شود. به عنوان نمونه: اگر پای سوسکی که سرش را بریده اید، بسوزانید در دفعات بعدی که به آتش نزدیک می‌شود، پای خود را سریع‌تر عقب می‌کشد. این نشان می‌دهد که پای سوسک می‌تواند بدون نیاز به مغز، از طریق تجربه یاد بگیرد که از آتش یا محرک های بیرونی دیگر دوری کند. اما هنوز علم نتوانست علت آن را پیدا کند. دكتر تاكئوكا معتقد است دستيابي به علت اصلی اين فرآيند، براي درك چگونگي حرکات غیرارادی در افراد سالم و استفاده از اين دانش براي بهبود درمان بیماران آسيب نخاعي، لازم است.»
موش‌ها با نخاع خود یاد می‌گیرند و به خاطر می‌سپارند!
تیم تحقیقاتی قبل از اینکه به سراغ بررسی شبکه های عصبی مغز بروند، ابتدا یک آزمایش برای مطالعه تطبیق‌پذیری نخاع موش‌ها (شامل یادگیری و به خاطر سپردن) بدون دخالت مغز طراحی کردند. آنها از دو موش در این آزمایش استفاده کردند: یک موش آزمایشگاهی و دیگری موش کنترل. موش کنترل به موشی گفته می شود که تحت شرایط مشابه موش آزمایشگاهی قرار می‌گیرد، اما متغیر مستقل مورد آزمایش را تجربه نمی‌کند. علاوه براین، پاهای عقب موش کنترلی هم آزادانه آویزان بود. اگر پای عقب موش آزمایش خیلی پایین می‌افتاد، با یک جریان الکتریکی تحریک می‌شد تا آنها را جمع کند. موش کنترل هم در همان زمان با جریان الکتریکی تحریک می‌شد، اما این تحریک تاثیری روی موقعیت پاهایش نداشت.
مشاهده یادگیری سریع و ماندگاری حافظه
پس از 10 دقیقه، محققان متوجه شدند که موش‌های آزمایشگاهی پاهای خود را بالا نگه می‌دارند تا از تحریک الکتریکی اجتناب کنند. در حالی که موش‌های کنترل که تحریک الکتریکی را بدون هیچ ارتباطی با موقعیت پا دریافت می‌کردند، همچنان به طور تصادفی پاهای خود را پایین می‌آوردند. این یافته‌ها نشان داد که برخی از قابلیت‌های یادگیری و حافظه می‌توانند در پایین ترین سطح شبکه های عصبی بدن مانند نخاع، وجود داشته باشند و نه فقط در مغز.
رمزگشایی مدارهای یادگیری و حافظه در نخاع موش‌ها
بعد از اینکه محققان یادگیری و حافظه‌ی آنی را در نخاع موش‌ها ثابت کردند، به سراغ بررسی مدارهای عصبی رفتند که با این دو قابلیت سر و کار دارند. آنها از شش نوع موش اصلاح ژنتیکی با ژن‌های غیرفعال‌شده در گروه‌های مختلف نورونی نخاع استفاده کردند. هدف آن ها ارزیابی توانایی یادگیری حرکتی و فراموشیِ یادگیریِ بود.
آنها متوجه شدند که با غیرفعال کردن نورون‌های بالای نخاع، به خصوص نورون‌های حاوی ژن Ptf1a، پای عقب موش‌ها دیگر برای اجتناب از شوک الکتریکی تطابق پیدا نمی‌کرد.
هنگام بررسی فراموشی یادگیری متوجه شدند که غیرفعال کردن نورون‌های حاوی ژن Ptf1a تاثیری ندارد. در عوض، گروهی از نورون‌های واقع در پایین و بخش شکمی نخاع که ژن En1 را بیان می‌کنند، نقش اصلی را در این فرآیند می کنند. با خاموش کردن این نورون‌ها در روز بعد از یادگیری اجتناب، نخاع موش‌ها طوری عمل می‌کرد که انگار هیچ‌چیزی یاد نگرفته‌اند.
محققان همچنین با تکرار شرایط یادگیری اولیه، میزان به خاطر سپردن را در روز دوم ارزیابی کردند. نتایج نشان داد که در موش‌های عادی، پای عقب آنها برای این که به محرک الکتریکی برخورد کند، نسبت به روز اول سریع‌تر جمع می شدند که نشانه‌ی به خاطر سپردن آموزش است. تحریک نورون‌های En1 در حین به خاطر سپردن، این سرعت را ۸۰ درصد افزایش داد که نشان‌دهنده‌ی بهبود در یادآوری حرکتی است.
دکتر تاكئوكا می‌گوید: « در گذشته، دانشمندان بر این باور بودند که مغز تنها بخش از سیستم عصبی است که مسئولیت یادگیری و حافظه را بعهده دارد. اما تحقیقات جدید نشان داد که نخاع هم در طول این فرایندها نقش مهمی ایفا می کند.»