אם שמתם לב כיצד נראה כי זיכרונות מאותו היום קשורים בזמן שאירועים משבועות זה מזה מרגישים נפרדים, מחקר חדש חושף את הסיבה: המוח שלנו מקשר פיזית זיכרונות המתרחשים קרוב בזמן לא בגופי התא של נוירונים, אלא בתוספים הקוצניים שלהם הנקראים דנדריטים.
תגלית זו נובעת ממחקרים בעכברים, בהם החוקרים צפו בהיווצרות זיכרון בטכניקות הדמיה מתקדמות, כולל מיקרוסקופים מיניאטוריים שתפסו רזולוציה של תאים יחיד בבעלי חיים חיים.
המחקר מראה כי זיכרונות מאוחסנים בתאים דנדריטים: כאשר זיכרון אחד נוצר, הדנדריטים המושפעים מתוכננים לתפוס מידע חדש המגיע במהלך השעות הקרובות, תוך קישור זיכרונות נוצרו קרוב בזמן.
אם אתה חושב על נוירון כמחשב, דנדריטים הם כמו מחשבים זעירים בתוכו, כל אחד מבצע חישובים משלו. תגלית זו מראה שמוחנו יכול לקשר בין מידע המתקרב בזמן לאותו מיקום דנדריטי, ולהרחיב את ההבנה שלנו כיצד מסודרים זיכרונות. "
מגה סגל, סופרת ראשית, עוזרת פרופסור לפסיכולוגיה, אוניברסיטת אוהיו
המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת מדעי המוח הטבעייםו
אף על פי שרוב מחקרי הלמידה והזיכרון התמקדו כיצד נוצר זיכרון בודד במוח, המעבדה של סגל נועדה לקבוע כיצד אנו מארגנים זיכרונות מרובים.
"הרעיון הוא שאנחנו לא יוצרים זיכרונות בבידוד. אתה לא יוצר זיכרון אחד. אתה משתמש בזיכרון הזה, עושה מסגרת של זיכרונות ואז מושך מהמסגרת הזו כשאתה צריך לקבל החלטות אדפטיביות," אמרה.
נוירונים, תאי המוח העיקריים, ידועים כקידוד וממסר מידע. דנדריטים-התחזיות דמויי הענף המשתרעות מנוירונים-משרתות תפקיד קריטי באופן מעבד מידע, מקבלים מידע נכנס ומעביר אותו לגוף התא העצב.
אבל דנדריטים אינם רק צינורות פסיביים – כל סניף דנדריטי יכול לשמש כיחידה חישובית עצמאית. בעוד שדנדריטים נחשבו למלא תפקיד חשוב בתפקוד המוח, כיצד הם מעצבים למידה וזיכרון לא היה ברור עד כה, אמר סגל.
כאשר נחשפו עכברים בניסויים לשתי סביבות שונות בפרק זמן קצר, הצוות מצא כי זיכרונות מהמרחבים הללו נקשרו. אם עכברים קיבלו הלם קל באחד מהמרחבים הללו, בעלי החיים בסופו של דבר הקפיאו מתוך פחד בשתי הסביבות, וקשרו את ההלם מחדר אחד עם השני.
המחקר התמקד בקליפת המוח הרטרוספלנית (RSC), אזור מוח מכריע לזיכרון מרחבי וקונטקסטואלי. החוקרים הבחינו כי זיכרונות מקושרים העסיקו בעקביות את אותן קבוצות של נוירונים RSC והענפים הדנדריטים שלהם.
הצוות עקב אחר שינויים אלה ברמה הדנדריטית על ידי הדמיה של עמוד השדרה הדנדריטי, בליטות זעירות על דנדריטים שבהם נוירונים מתקשרים. היווצרות זיכרונות חדשים עוררה תוספת של עמוד שדרה דנדריטים מקובצים, תהליך קריטי לחיזוק התקשורת בין נוירונים והקלת הלמידה.
אשכולות עמוד שדרה דנדריטים שנוצרו לאחר שהזיכרון הראשון היו בעלי סיכוי גבוה יותר למשוך עמוד שדרה חדש במהלך זיכרון שני מתוזמן מקרוב, וקשר פיזית בחוויות אלה במוח.
כדי לאשר את תפקידם של דנדריטים בקישור זיכרונות, הצוות השתמש באופטוגנטיקה, טכניקה המאפשרת לחוקרים לשלוט בנוירונים עם אור. על ידי הפעלה מחדש של מקטעים דנדריטים ספציפיים שהיו פעילים במהלך היווצרות הזיכרון, הם הצליחו לקשר בין זיכרונות שאינם קשורים אחרת, והדגימו עוד יותר את החשיבות של שינויים דנדריטים בעיצוב רשתות הזיכרון.
בנוסף להארת תפקיד לא ידוע בעבר עבור דנדריטים בקישור זיכרונות, הממצאים פותחים דרכים חדשות להבנת הפרעות הקשורות לזיכרון, אמר סגל.
"העבודה שלנו לא רק מרחיבה את ההבנה שלנו כיצד נוצרים זיכרונות, אלא גם מציעה אפשרויות חדשות מרגשות לתמרון תהליכי זיכרון בסדר גודל גבוה יותר", אמרה. "זה יכול להיות בעל השלכות על פיתוח טיפולים על מצבים הקשורים לזיכרון כמו מחלת אלצהיימר."
Sehgal הוביל את המחקר עם Alcino Silva, מנהל המרכז האינטגרטיבי ללמידה וזיכרון ב- UCLA, ופאנאיוטה פויראזי, מנהל המחקר של הקרן למחקר וטכנולוגיה-הלות ביוון.
עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לבריאות הנפש, המכון הלאומי להזדקנות, קרן המחקר הרפואי של ד"ר מרים ושלדון ג. אדלסון, הוועדה האירופית, מכוני הבריאות הלאומיים וקרן איינשטיין ברלין.
