تقویت حافظه با نوع شگفت‌انگیز و جدیدی از ایمپلنت مغزی

 

مجله علمی ایلیاد - ایمپلنت‌های عصبی که ادعا دارند عملکرد حافظه را تقویت می‌کنند، جدید نیستند، اما رویکرد جدیدی به این مساله منجر به تولید دستگاهی شده که به مغز، قبل از پاسخ دادن گوش می‌دهد. این روش که با نام «حلقه‌ی بسته‌ی تحریکِ مغزیِ عمیق» نام دارد، نشان داده است که می‌تواند به‌خاطر آوردنِ فهرستی از واژگان در داوطلبان را تا ۱۵ درصد بهبود دهد، چیزی که می‌تواند روزی به بهبود کیفیت زندگی افراد مبتلا به بیماری‌های نورولوژیک، مانند بیماری آلزایمر، کمک کند.

گروهی از دانشمندان به رهبری محققانی از دانشگاه پنسیلوانیا و دانشگاه توماس جفرسون، به‌منظور آزمایش دستگاه خود، از بیست و پنج بیمار تحت نظارت بالینی به دلیل صرع برای تحقیق خود استفاده کردند. انتخاب آن‌ها برای افراد مورد آزمایش، بیشتر بر اساس اخلاق و راحتی بود؛ هم دستگاه و هم فرآیند نظارت مستلزم قرار دادن پروب‌های ریز در مغز بودند، روندی که برای آزمایشِ صرفاً بالینی بسیار خطرناک است.

هدف دانشمندان این بود که با تنظیم دقیق فعالیت الکتریکی پروب‌ها، عناصر مهم شبکه‌ی حافظه‌ی مغز را فقط وقتی که  در حال تلاش و کشکمش برای ذخیره‌سازی خاطرات بود، نه وقتی که به درستی عمل می‌کرد، فعال کند. خود مفهوم اصلیِ تقویتِ حافظه و یادآوری از طریق تحریک عصبی، پیشینه‌ای طولانی دارد.

دانشمندان علوم اعصاب در تلاشی برای غلبه بر مسیرهای درست و تشویق مغز برای ذخیره‌سازی و ارتباط مجدد با خاطرات، به تدریج از استفاده از روش‌های تحریک مغناطیسی غیرتهاجمی «ترانس کرانانیال» به استفاده از تحریک مغزیِ عمیق پیشرفت کردند. در حالی که موفقیت‌های دلگرم‌کننده‌ای در بررسی دقیق ناحیه‌هایی مانند هیپوکامپ و لوب‌های میانی گیجگاهی وجود داشته است، نتایج همیشه هماهنگ نبوده است. قسمتی از مشکل ممکن است انتخاب محل باشد، اما مساله‌ی دیگر ممکن است روش آن باشد. تلاش‌های قبلی از چیزی به‌نام «سیستم حلقه‌ی باز» استفاده می‌کردند، یعنی تحریک در پاسخ به فعالیت مغز تنظیم نشده بود.

در عوض این دستگاه جدید بر اساس سیستم حلقه بسته است که تحریک الکتریکی را بر اساس بازخوردِ رمزگشایی‌شده از فعالیت عصبی در بخشی از مغز به‌نام «قشر گیجگاهی جانبی»، تغییر می‌دهد. محققان الگوی فردی فعالیت مغز همه‌ی افراد در حالت استراحت و در زمانی که فهرستی از واژگان را حفظ می‌کردند، بررسی کردند. در جلسات پیگیری، وقتی بازخوردِ سیستم به محققان می‌گفت که داوطلب بر اساس اینکه چگونه آن واژه را حفظ می‌کند، به احتمال کمی در به‌خاطر آوردن واژه موفق بوده است، محققان قشر گیجگاهی جانبی را تحریک می‌کردند.

در برخی موارد، این شیوه‌ی جدید تحریک مغز مانند ضربان‌ساز عمل می‌کند؛ حسگرها به آنچه که قبل از عمل انجام می‌شود گوش می‌دهند و فقط در صورت لزوم بافت را تحریک می‌کنند. اگر درباره‌ی این کنجکاو هستید که این تقویت‌کننده‌ی حاقظه چه حسی دارد، باید بگوییم که هیچ حسی ندارد. شرکت‌کننده‌ی مطالعه، «دیوید مابری»، به نیویورک تایمز گفت: «من انجام آزمایش‌ها را به یاد دارم و از آن لذت می‌بردم. اما صادقانه بگویم نمی‌توانم بگویم که تحریک چگونه بر حافظه‌ی من تاثیر می‌گذاشت. هیچ چیزی احساس نمی‌کنید. حتی نمی‌دانید که روشن است یا خاموش.»

در حالت ایده‌آل، می‌توان از این تحقیق برای کمک به بیماران مبتلا به «دمانس» استفاده کرد، یعنی حافظه‌ی ناکام آن‌ها را در زمانی که رو به انحطاط و تباهی می‌رود، برداشت. اما ایده‌ی رمزگشایی فعالیت عصبی و سپس پاسخ دادن با تحریک، می‌تواند برای بسیاری از بیماری‌های عصبی کاربردهایی داشته باشد. روانشناس دانشگاه پنسیلوانیا و نویسنده‌ی ارشد این مطالعه، «مایکل کاهانا»، گفت: «اکنون که این فناوری، خلاقانه است، تمام انواع الگوریتم‌های مدولاسیون عصبی می‌توانند به این طریق مورد استفاده قرار گیرند.»

محققان قصد دارند در آینده به بررسی نحوه‌ی کار کردن روش حلقه‌ی بسته روی بخش یادآوری فرآیند حافظه، ارتباط مجدد با خاطراتی که خارج از دسترس هستند، یپردازند. اگر خود را برای امتحان آماده می‌کنید و در عین حال عجله هم دارید، متاسفم! باید بگویم که این فناوری برای شما نیست. حداقل به این زودی برای شما نیست.

قرار دادنِ پروب در جایی که لازم است، عملیات ظریف و خطرناکی است. یعنی فقط در موارد بدتری که داروها یا دیگر درمان‌ها موفق نباشد، امتحان می‌شود. اما برای افراد مبتلا به زوال عقل، ضربان‌ساز برای مغز می‌تواند کیفیت زندگی آن‌ها را به‌طور قابل توجهی بهبود بخشد و باعث شود که تا چند سال دیگر هم به‌خوبی همه چیز به یاد آورند.

این تحقیق در مجله‌ی Nature Communications منتشر شده است.

 

نوشته: مایک مک‌را
ترجمه: زهرا جهانبانی - مجله علمی ایلیاد