دانشمندان در دانشگاه «اِم آی تی» نخستین شواهد عینی از فرایند یادگیری را به دست آورده‌اند  (سال ۲۰۰۶) …

شهر کمبریج در ایالت ماساچوست و دانشگاه اِم‌آی‌تی، جایی است که پژوهشگرانش در تأیید واقعیتی که بیش از ۳۰ سال پیش بیان شده بود، شواهدی یافته‌اند.

ترجمه به فارسی از : فرزین آقازاده

ایشان پژوهشگرانی از مؤسّسۀ «پیکُو ِر»^۱ وابسته به دانشگاه ام‌آی‌تی و یارانشان هستند که در زمینۀ حافظه و یادگیری به پژوهش سرگرم‌اند و یافته‌های خود را در شمارۀ ۲۵اُم آگوست «ساینس» ارائه کرده‌اند. آنان شواهدی را مشاهده کرده‌اند که نشان می‌دهد درطی فرآیند یادگیری، برخی از ارتباطات میان یاخته‌های عصبی مغز محکم‌تر می‌شوند.

استاد علوم اعصاب این مؤسسه، «مارک‌ اف بــِر»^۲، می‌گوید: “ما توانسته‌ایم جلوۀ عینی چیزی را که مدتهاست همه به آن باور دارند نشان دهیم؛ اینکه در واقع اسبک مغز جایگاه صورت پذیرفتن پدیدۀ «تقویت دیرپا»^۳ در طی یادگیری است و این برای دانشمندانِ علومِ اعصاب خیلی مهم است چراکه بیش از سی سال است ما در بارۀ این پدیده می‌دانیم اما همیشه جای چنین شواهدی خالی بوده.”

یافته‌های مذکور، در دو مقالۀ جداگانه که هر دو در همان شماره از نشریۀ ساینس به‌چاپ رسیده، ارائه شده‌اند. یکی از آنها ، مقالۀ «مارک بــِر» است و دیگری که آن نیز شرحی است بر پژوهشِ انجام گرفته، با عنوان دور و درازِ «پیشرفتی اساسی در آگاهی ما از نحوۀ تقویتِ دیرپا به‌عنوان سازوکار عصبی به‌یادسپاری»^۴، مقاله‌ای‌ است که به قلم سه تن از دانشمندان نوشته شده به نامهای «تیم بْلیس»^۵ از مؤسسۀ ملی پژوهشهای پزشکی «ام‌آرسی»^۶ در انگلستان، «گراهام کالینگْریج»^۷ از دانشگاه بریستُل، و «سِرژ لارُش»^۸ از دانشگاه «پاریس- سود»^۹.

در واقع «فرایند تقویت دیرپا» در مغز، نوعی شکل‌پذیری در مغز انسان است و این خصوصیت جالب ‌توجهی است که مغز ما به هنگام تجربه کردن محیط پیرامون و در پاسخ به مشاهدات حسی از خود نشان می‌دهد. در حین این فرایند، همایه‌ها (=سیناپسها) و یا پیوندگاههای میان یاخته‌های عصبی، تحکیم می‌یابند و نیروی بیشتری می‌گیرند. برعکس در پدیده‌ای با عنوان «تضعیف دیرپا»^۱۰، استحکام همایه‌های بی‌استفاده به تدریج رنگ می‌بازد.

از اواخر دهۀ ۱۹۶۰ میلادی که فرایند «تقویت دیرپا» شناخته شده ‌است تا کنون، هزاران مطلب دربارۀ آن انتشار یافته و در همۀ آنها فرض بر این بوده که جایگاه این پدیده که سازوکاری مهم در یادگیری و به‌خاطرسپاری است، اسبک یا هیپوکاموس یا در واقع یکی از مراکز اصلی حافظۀ مغز می‌باشد.

سابقاً پژوهشگران دریافته‌ بودند که تحریک الکتریکی یاخته‌های عصبی مغز، به‌نحوی‌که مشابه باشد با همان تکانه‌های الکتریکی که به هنگام تجربه کردن و مشاهدۀ حسی، مغز ما را عرصۀ تاخت‌و‌تاز خود قرار می‌دهند، باعث می‌شود تا برخی ارتباطات سیناپسی استحکام بیابند. آنها چنین می‌انگاشتند که درپی یادگیری، فرایند «تقویت دیرپا» در هیپوکامپوس مغز انجام می‌پذیرد؛ اما هیچگاه شواهد روشن و قانع‌کننده‌ای از ارتباط مستقیم ِ «یادگیری» و «تقویت دیرپا» مشاهده نکرده ‌بودند.

تا کنون سه چیز باعث می‌شد که ما از چنین شواهدی محروم بمانیم:

اول اینکه عموماً لازمۀ عمل یادگیری تکرار است و باید برای به ‌نتیجه ‌رسیدن فرایند یادگیری رویداد مورد آزمایش بیش از یک بار تکرار شود؛ اما مقتضیات آزمایش روی جانوران همواره باعث می‌شده است که در اثر ناکافی بودن دفعات تکرار، آنچه در مغز جانور ایجاد می‌شده و نشانی از فرایند «تقویت دیرپا» در خود داشته است رنگ بازد و قابلیت ردیابی و شناسایی آن از میان برود.

دیگر اینکه همایه‌هایی که در طی یادگیری، در اسبک مغز محکم‌تر می‌شوند و قوام می‌یابند، معمولاً کم‌شمارند و از هم دور، بنابراین ردیابی آنها دشوار است.

سوم اینکه در کمال شگفتی، و آنچنان‌که اکنون بر ما آشکار است، یادگیری ممکن است همان‌گونه که با فرایند «تقویت دیرپا» انجام می‌پذیرد، برعکس با فرایند «تضعیف دیرپا» نیز صورت گیرد.

و اما با بهره‌گیری از فنون و روشهایی که پیشتاز استفاده از آنها، «سوسومو تُنِگاوا»^۱۱، از دانشگاه ام‌آی‌تی و رئیس مؤسسۀ پیکُور می‌باشد، دانشمندانِ علوم اعصاب این توانایی را دارند که به‌ طور دقیق ژنها و پروتئینهایی را که در کار یادگیری به‌نحوی دخیل‌اند، شناسایی کنند. «مارک بــِر» که او نیز در بخش «علوم شناختی و مغز» دانشگاه ام‌آی‌تی سمتی دارد، می‌گوید: “این توانایی در شناسایی ارتباطات متقابل ارزش فراوانی داشته‌ است، اما هیچگاه برای اثبات اینکه یکی از این عوامل یا پدیده‌های مرتبط با هم، دیگری را موجب می‌شود کمکی نکرده بود … کار ما این بود که ابتدا به‌قدرکافی دربارۀ فرایند تقویت دیرپا و اینکه در مغز چه می‌گذرد یاد گرفته بودیم و می‌توانستیم تغییرات بوجود آمده در پروتئینها را ردیابی کنیم. بعد به این پرداختیم که آیا فرایند یادگیری همین تغییرات را در پروتئینها موجب می‌شود یا نه؟”

پژوهشگران در این آزمایش، موشهایی را آموزش دادند که اگر به بخش تاریک یک محفظۀ دو‌اتاقه بروند یک تکانۀ آزاردهنده به پای ایشان وارد خواهد شد. حیوانها خیلی زود یاد گرفتند که طرف اتاقک تاریک نروند و در قسمت پرنور بمانند. دستِ‌ آخر با استفاده از کاوشگرهای زیست‌شیمیایی تلاش کردند که همایه‌هایی را که دستخوش تغییر شده بودند شناسایی کنند و در این مهم از فنون خاص دیگری نیز بهره بردند که ایشان را قادر می‌ساخت انتقالات درون همایه‌ها را در مغز موش با دقت زیرنظر بگیرند و ایشان در نهایت موفق شدند آنچه را درپی‌اش بودند بیابند.

آنها مشاهده کردند که یادگیری موجب می‌شود پدیدۀ «تقویت دیرپا» در همایه‌های اسبک صورت گیرد.

(حامیان این کار گروهی، مؤسسۀ (پژوهشهای) پزشکی «هُوارد هیوز» و مؤسسۀ ملی بهداشت روانی ایالات متحده بوده‌اند.)

پی‌نوشتها :

۱ – Picower Institute؛

۲ – Mark F. Bear؛

۳ – «تقویت دیرپا» یا «Long-Term Potentiation» که آن را «LTP» نیز می‌خوانند، استحکام یافتن و افزایش کارایی یک همایه یا سیناپس را گویند که از چند دقیقه تا چندین روز و بیشتر می‌تواند دوام داشته باشد(م.).

۴ – “Substantially advance the case for LTP as a neural mechanism for memory”؛

۵ – Tim Bliss؛

۶ – MRC National Institute for Medical Research؛

۷ – Graham Colingridge؛

۸ – Serge Laroche؛

۹ – Universite Paris Sud؛

۱۰ – «تضعیف دیرپا» و یا «Long-Term Depression» که آن را «LTD» نیز می‌خوانند، سست شدن و کاهش کارایی یک همایه یا سیناپس را گویند که از چند دقیقه تا چندین روز و بیشتر می‌تواند دوام داشته باشد (م.).

۱۱ – Susumu Tonegawa؛

منبع: منزلگاه الکترونیکی (( ساینس دیلی )) به تاریخ ۲۵ آگوست ۲۰۰۶

پیوندهای مرتبط:

این مطلب در شمارۀ پیاپی ۵۱۸ به تاریخ آذرماه ۱۳۸۵ ماهنامۀ دانشمند نیز به چاپ رسیده است .

۲ Responses to “((نخستین شواهد عینی از فرایند یادگیری))”