لغز الذاكرة العاملة: تغيير وجهات النظر الجزء الثاني

الكشف عن الشبكات العصبية المخفية في الذاكرة العاملة

من الصعب جدًا التحقق من الفرضية القائلة بأن الشبكات العصبية الصامتة كهربائيًا والمقترنة ديناميكيًا تشكل أساس الذاكرة العاملة، لأن التقنيات الفسيولوجية، مثل تخطيط كهربية الدماغ، والرنين المغناطيسي الوظيفي، والفيزيولوجيا الكهربية، تراقب نشاط الخلايا العصبية. بناءً على دراسات TMS التي أجراها روز وآخرون (2016)، ابتكر وولف وآخرون (2017) نهجًا فريدًا لاختبار وجود شبكة عصبية صامتة كهربائيًا تحافظ على ذاكرة عاملة غير مراقبة (الشكل 1أ).

في السنوات الأخيرة، أظهر عدد متزايد من الدراسات أن هناك علاقة وثيقة بين الاقتران الديناميكي والذاكرة. ويشير الاقتران الديناميكي إلى التنسيق والتزامن بين المناطق المختلفة في الدماغ البشري، في حين أن الذاكرة هي قدرة الدماغ البشري على تخزين المعلومات ومعالجتها واسترجاعها.

وجدت الأبحاث أن الاقتران الديناميكي يمكن أن يعزز نقل المعلومات والتكامل بين الخلايا العصبية في الدماغ البشري، مما يحسن الإدراك البشري والوظائف التنفيذية. وفي الوقت نفسه، يساعد الاقتران الديناميكي الجيد أيضًا على تعزيز قدرات التعلم والذاكرة لدى الأشخاص. على سبيل المثال، عندما يتعلم الشخص معرفة جديدة، فإن التنسيق والتزامن بين المناطق المختلفة سيتعزز تدريجياً، مما سيعزز تخزين ومعالجة المعرفة الجديدة وتسهيل توحيد الذاكرة وتحسينها.

علاوة على ذلك، وجدت الأبحاث أن أنواعًا مختلفة من الذاكرة ترتبط بأدوات توصيل ديناميكية مختلفة. على سبيل المثال، ترتبط الذاكرة قصيرة المدى ارتباطًا وثيقًا بدرجة الاقتران الديناميكي بين مناطق معينة في الدماغ؛ تتضمن الذاكرة طويلة المدى نطاقًا أوسع من المناطق في الدماغ والاقتران الديناميكي بينها. ولذلك، فإن الحفاظ على اقتران ديناميكي جيد سيساعد في تعزيز تحسين أنواع مختلفة من قدرات الذاكرة لدى الأشخاص.

مجتمعة، هناك علاقة إيجابية بين الاقتران الديناميكي والذاكرة. ومن خلال تعزيز الاقتران الديناميكي، يمكن للأشخاص تحسين الوظائف المعرفية والتنفيذية وتعزيز قدرات التعلم والذاكرة. لذلك، يجب علينا استكشاف الاقتران الديناميكي الجيد والحفاظ عليه بنشاط لتحسين ذاكرتنا وقدراتنا على التعلم وتحسين نوعية حياتنا. يمكن ملاحظة أننا بحاجة إلى تحسين الذاكرة، ويمكن لـ Cistanche deserticola أن يحسن الذاكرة بشكل كبير لأن Cistanche deserticola هي مادة طبية صينية تقليدية لها العديد من التأثيرات الفريدة، أحدها هو تحسين الذاكرة. تأتي فعالية اللحم المفروم من المكونات النشطة المختلفة التي يحتوي عليها، بما في ذلك الأحماض والسكريات والفلافونويد وغيرها. ويمكن لهذه المكونات تعزيز صحة الدماغ بطرق مختلفة.

انقر فوق معرفة كيفية تحسين الذاكرة قصيرة المدى

ورأى الباحثون أنه إذا تشكلت شبكة عصبية صامتة كهربائيًا وتم الاحتفاظ بها طوال مدة الذاكرة العاملة، فإن استجابة الشبكة على مستوى الأنظمة يجب أن تختلف عن الاستجابة لو لم تتشكل هذه الشبكة الصامتة.

وبدلاً من تطبيق نبض TMS، قدم الباحثون محفزًا بصريًا غير ذي صلة (دوائر على شكل هدف) لإعادة تنشيط الشبكات العصبية المرتبطة بمهمة الذاكرة العاملة البصرية. إذا كانت اللدونة المشبكية قد أدت إلى تغيرات ديناميكية في الاتصال في مهمة الذاكرة العاملة، فإن فحص هذه الشبكات بمحفزات مختلفة يجب أن يؤدي إلى استجابة عصبية مختلفة عما لو لم يتم تغيير الشبكة.

يشير المؤلفون إلى هذا على أنه "إرسال إشارة" إلى الشبكات العصبية لتقييم استجابتها. علاوة على ذلك، يمكن للمحفز البصري غير المحدد، من الناحية النظرية، إعادة تنشيط النشاط في الشبكات العصبية الصامتة المقترنة بشكل متشابك والتي تشفر الذاكرة، على غرار TMS. قد يظهر هذا بمثابة إعادة تنشيط لاستجابات مخطط كهربية الدماغ (EEG) التي يتم استحضارها عند استدعاء الكائن من الذاكرة.

استعدادًا للدراسات التي تستخدم صورة الهدف غير ذات الصلة "لفحص" الشبكات العصبية، شاهد المشاركون شاشة تعرض كائنين متجاورين، وطُلب منهم تذكر كلا العنصرين. وبعد مهلة قصيرة، تم توجيه سهم إلى اليسار أو اليمين. لتوضيح للمراقب أي كائن يجب تذكره للاختبار اللاحق.

سيتم بعد ذلك الاحتفاظ بهذا الكائن في الذاكرة العاملة المراقبة، بينما سيتم نسيان الكائن الآخر أو الاحتفاظ به في الذاكرة غير المراقبة (غير الواعية). كانت الأشياء التي يجب تذكرها عبارة عن دائرتين مملوءتين بالخطوط وتم تدويرهما بحيث يكون للخطوط الموجودة على كل منهما اتجاهات مختلفة. بعد تأخير، تم عرض دائرة مخططة، وطُلب من المشاركين الإشارة إلى ما إذا كان هذا الجسم "المسبار" قد تم تدويره في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة من الدائرة المخططة التي كانوا يحتفظون بها في الذاكرة العاملة.

أظهرت النتائج زيادة النشاط في النطاق الأبجدي في مواقع تسجيل الأقطاب الكهربائية المناسبة للأشياء الموجودة في الذاكرة العاملة المرئية، وهو ما يتوافق مع مدى اختلاف كائن المسبار في الدوران عن الكائن في الذاكرة. ولو تم نسيان اتجاه الجسم في الذاكرة العاملة، لما ظهرت استجابة التخطيط الدماغي التمييزية هذه، ولكانت دقة الاستجابات المبلغ عنها من قبل الأشخاص قد انخفضت إلى الصدفة.

ثانيًا، فإن استجابة مخطط كهربية الدماغ (EEG) التي تشير إلى درجة دوران صورة المسبار بالنسبة إلى الصورة الموجودة في الذاكرة سوف تتناقص بمرور الوقت، حيث يتم الحفاظ على الذاكرة العاملة لمدة عدة ثوانٍ فقط. أظهرت النتائج أن نشاط مخطط كهربية الدماغ هذا زاد بعد إشارة السهم واستمر حتى تقديم الصورة لاختبار الاستدعاء، لكن النشاط عاد ببطء إلى خط الأساس مع مرور الوقت بالنسبة للكائن الموجود في الذاكرة غير المراقبة (الشكل 1ب). وهذا يدعم الفرضية القائلة بأن هناك آليات مختلفة تدعم الذكريات العاملة غير المراقبة والحاضرة، مع نشاط عصبي مستمر مرتبط بالذكريات الحاضرة ولكن ليست غير المراقبة.

استخدم الباحثون بعد ذلك محفزًا بصريًا ثالثًا غير ذي صلة لفحص النظام بحثًا عن تغييرات في وظيفة الشبكة العصبية المدفوعة باللدونة التشابكية التي تسجل الذاكرة العاملة نظريًا. وقد عزز المنبه غير ذي الصلة النشاط العصبي للكائن الموجود في الذاكرة المراقبة، ولكن ليس للكائن الموجود في الذاكرة غير المراقبة (الشكل 1C). استنتج المؤلفون أنه على النقيض من ذكريات العمل المصاحبة، يتم تخزين الذكريات العاملة غير المراقبة عن طريق اللدونة المشبكية التي تشكل شبكات عصبية مقترنة ديناميكيًا، ولكنها صامتة كهربائيًا، دون الحاجة إلى زيادات مستمرة في النشاط العصبي.

إعادة فحص البيانات

أعادت دراسة حديثة فحص البيانات الأصلية التي أجراها وولف وآخرون (2017) ووجدت أن الاستجابة العصبية للكائن في الذاكرة غير المراقبة كانت مستمرة طوال المدة قبل الاسترجاع عندما تم تحليل البيانات بشكل مختلف. بدلًا من مراقبة جهد مخطط كهربية الدماغ، قام باربوسا وآخرون (2021) بتحليل قوة نشاط مخطط كهربية الدماغ في نطاق ألفا. تم الحفاظ على القوة المتزايدة لنشاط تخطيط كهربية الدماغ (EEG) التي كانت تشير إلى كل من الكائنات الموجودة في الذاكرة العاملة الخاضعة للمراقبة وغير المراقبة طوال المدة قبل الاستدعاء (الشكل 1د).

تم تعزيز الاستجابات من حيث قوة ألفا من خلال التحفيز البصري غير المرتبط "بأزيز" النظام، ولكن حقيقة أن الاستجابة النشطة كانت واضحة لكل من الذكريات المراقبة وغير المراقبة تجعل تأثيرات إثارة الاستجابات النشطة للأزيز البصري كوسيلة للكشف عن المخفية إلى حد ما موضع نقاش. الدول تخزين الذاكرة. علاوة على ذلك، يمكن أن يؤدي الإرسال البصري إلى تنشيط النشاط في الشبكات العصبية التي تدعمها عملية إطلاق محتملة وكذلك للشبكات الصامتة كهربائيًا المفترضة، لذلك لا يمكن لتقنية الإرسال البصري التمييز بوضوح بين هاتين الآليتين لتخزين المعلومات.

ويرى باربوسا وآخرون (2021) أن قياسات الجهد تخضع لتباين أكبر بسبب الانجراف الأساسي والتباين في مقاومة أقطاب فروة الرأس، في حين أن تردد وقوة التذبذبات أكثر قوة لمثل هذه الصعوبات التقنية. وبالتالي، لم يكتشف وولف وآخرون (2017) الزيادة المستمرة في النشاط العصبي المرتبط بالذاكرة غير المراقبة بسبب قيود الإشارة إلى الضوضاء. علاوة على ذلك، أظهر تحليلهم أن قوة التحليل الإحصائي للبيانات الأصلية كانت ضعيفة وأن حجم العينة الأكبر من المحتمل أن يكشف عن زيادة النشاط المستمر خلال فترة التأخير للأشياء غير المراقبة.

وأظهر التحليل الدقيق أيضًا تباينًا واسعًا في الاستجابات من موضوع إلى موضوع، وأنه في كثير من الحالات كانت الزيادات المستمرة في جهد مخطط كهربية الدماغ واضحة مصاحبة للذاكرة غير المراقبة، ولكن في موضوعات الاختبار الأخرى لم يكن هذا واضحًا. وكان من شأن التباين المتزايد أن يقوض الجهود الرامية إلى تحديد الزيادة المستمرة في النشاط الكهربائي الذي يحافظ على الذاكرة غير المراقبة.

الاستنتاجات

إن إعادة تحليل البيانات الأصلية تقلب استنتاجات الدراسة المؤثرة التي أجراها وولف وآخرون (2017) والتي فشلت في العثور على توقيع للذاكرة العاملة من حيث ارتفاع نشاط تخطيط كهربية الدماغ المستدام، لكنها لا تبطل التجارب، ولا تقدم دليلاً على أن اللدونة التشابكية لا تفعل ذلك. لا تشكل مجموعات ديناميكية من الشبكات العصبية الكامنة وراء الذاكرة العاملة. إن إعادة التحليل توضح فقط الحقيقة البديهية القائلة بأن "غياب الدليل ليس دليلاً على الغياب". التجارب الأصلية والبيانات صحيحة، ولكن الاستنتاجات تتغير عندما يتم تحليلها بشكل مختلف.

والأهم من ذلك، أن هاتين الورقتين توضحان قوة التعاون في البحث العلمي، حيث قدم وولف وزملاؤه بياناتهم الأولية إلى باربوسا وزملائه لإعادة التحليل، وهم ممتنون لمناقشاتهم المفيدة. تدرك كلتا المجموعتين أنه من الأصعب بكثير الحصول على أدلة تجريبية تدعم آلية اللدونة المشبكية للذاكرة العاملة، لأنها بحكم تعريفها صامتة كهربائيًا.

وينطبق هذا بشكل خاص إذا كانت هذه الآليات الصامتة تعمل جنبًا إلى جنب مع الآليات النشطة التي تربك اكتشافها. وهكذا فإن البديهية المتعلقة بـ "غياب الدليل.." يتعلق الأمر أكثر برفض فرضية الشبكة العصبية الصامتة بناءً على النقص الحالي في الأدلة.

في الواقع، قد تعمل هاتان الآليتان معًا. تُظهر الدراسات التي أجراها تروبوتشيك وآخرون (2017) أن المشاركين يمكنهم تذكر المعلومات التي ليس لديهم وعي واعي بها على الرغم من عدم وجود استجابة عصبية نشطة تم اكتشافها بواسطة مخطط كهربية الدماغ والتي تستمر خلال فترة التأخير قبل اختبار الاسترجاع. يقترحون أنه بعد مرحلة تشفير عابرة عبر إطلاق الخلايا العصبية النشطة، يمكن الحفاظ على المحفزات غير الواعية من خلال تغييرات نشطة قصيرة المدى في الأوزان المتشابكة دون أي نشاط عصبي يمكن اكتشافه، مما يسمح باسترجاعها لعدة ثوانٍ.

تظل كيفية الكشف عن وجود عملية عصبية صامتة كهربائيًا لغزًا، لكن العثور على طرق لاستكشاف التغييرات المحتملة في الاتصال المتشابك الذي قد يصاحب الذاكرة العاملة سيظل مسعىً قويًا، مما سيؤدي بلا شك إلى إثارة تعاونات جديدة وتقدمات جديدة.

إعلان المصالح المتضاربة

أعلن المؤلف عن عدم وجود تضارب محتمل في المصالح فيما يتعلق بالبحث و/أو التأليف و/أو نشر هذه المقالة.

التمويل

كشف المؤلف (المؤلفون) عن استلام الدعم المالي التالي للبحث و/أو التأليف و/أو نشر هذه المقالة: تم دعم هذا العمل من خلال منحة المعاهد الوطنية للصحة الداخلية رقم ZIAHD000713.

مراجع

1.Barak O, Tsodyks M, Romo R. 2010. ترميز الخلايا العصبية للذاكرة العاملة البارامترية. J Neurosci 30: 9424–30.

2.Barbosa J, Lozano-Soldevilla D, Compte, A. 2021. يكشف فحص الدماغ بالنبضات البصرية عن ذكريات عاملة نشطة كهربائيًا وليست صامتة النشاط. بلوس بيول 19(10):e3001436.

3. زبدة ن، بانديا د. 1969. الاحتفاظ بتأثير التناوب المتأخر للآفات الانتقائية للتلم الرئيسي. العلوم165:1271-3.

4.كورتني إس إم، أنجيرلايدر إل جي، كايل كيه، هاكسبي جي في. 1997. نشاط عابر ومستدام في النظام العصبي الموزع للذاكرة العاملة. طبيعة 386: 608-11.

5. Foster JJ، Sutterer DW، Serences JT، Vogel EK، Awh E. 2016. تضاريس نشاط نطاق ألفا تتتبع محتوى الذاكرة العاملة المكانية. ي نيوروفيسيول 115(1):168–77.

6. فوستر جي إم، ألكسندر جي إي. 1971. نشاط الخلايا العصبية المتعلق بالذاكرة قصيرة المدى. العلوم 173: 652-4.

7. جولدمان راكيتش PS. 1995. الأساس الخلوي للذاكرة العاملة. الخلايا العصبية 14: 447–85.

8. لويس بيكوك جيه إيه، دريسديل إيه تي، أوبيراور كيه، بوستل بي آر. 2012. دليل عصبي على التمييز بين الذاكرة قصيرة المدى وبؤرة الاهتمام. جي كوجن نيوروسسي 24: 61-79.

9. ليندن DEJ. 2007. شبكات الذاكرة العاملة للدماغ البشري. عالم الأعصاب 13(3):257-67.

10. مونجيلو جي، باراك أو، تسوديكس م. 2008. النظرية المتشابكة للذاكرة العاملة. العلوم 319: 1543-6.

For more information:1950477648nn@gmail.com