خواب عمیق و حافظه: کشف راز امواج مغزی که ذهن‌تان را قوی‌تر می‌کند!

نقش امواج کند الکتریکی در خواب عمیق و تقویت حافظه

تقریباً بیست سالی هست که معلوم شده امواج الکتریکی کند، که همزمان در مغز پدید میان، توی خواب عمیق به شکل‌گیری حافظه کمک می‌کنن. اما دلیل این قضیه تا حالا معلوم نبود. حالا، یه گروه محقق از دانشگاه شاریته برلین، توی یه مقاله‌ای که توی مجله‌ی نیچر کامیکیشنز چاپ شده، توضیحاتی در این باره داده‌ن. طبق این مطالعه، این امواج کند باعث می‌شن قشر جدید مغز، که حافظه‌ی بلندمدت توشه، به خصوص واسه دریافت اطلاعات آماده‌تر بشه. این یافته‌ها می‌تونن به بهینه‌سازی روش‌های درمانی که هدفشون تقویت حافظه از بیرون هست، کمک کنن.

چطور خاطرات دائم می‌شن؟

متخصصا معتقدن که مغز ما تو خواب، اتفاقات روز رو دوباره پخش می‌کنه و اطلاعات رو از حافظه‌ی کوتاه‌مدت، یعنی هیپوکامپ، به حافظه‌ی بلندمدت تو قشر جدید منتقل می‌کنه. «امواج کند» نقش اساسی توی این فرایند دارن: اینا نوسانات کند و همزمان ولتاژ الکتریکی تو قشر مغزن که تو مرحله‌ی خواب عمیق اتفاق می‌افته. این امواج رو می‌شه با الکتروانسفالوگرام (EEG) اندازه‌گیری کرد. این امواج وقتی ایجاد می‌شن که ولتاژ الکتریکی تو خیلی از نورون‌ها، همزمان و هر ثانیه بالا و پایین می‌شه. پروفسور یورگ گایگر، که مدیر مؤسسه‌ی نوروفیزیولوژی شاریته‌ست و سرپرست این مطالعه‌ی جدیده، توضیح می‌ده: «ما سال‌هاست می‌دونیم که این نوسانات ولتاژ به شکل‌گیری حافظه کمک می‌کنن. وقتی خواب با امواج کند، از بیرون و به صورت مصنوعی تقویت می‌شه، حافظه بهتر می‌شه. اما چیزی که تا الان نمی‌دونستیم این بود که دقیقاً تو مغز چی داره اتفاق می‌افته، چون مطالعه‌ی جریان‌های اطلاعاتی تو مغز آدمیزاد خیلی سخته.»

تقویت سیناپس‌ها با امواج کند

اون و تیمش حالا از بافت مغزی سالم انسان، که خیلی کمیابه، استفاده کردن تا فرآیندهایی رو که احتمالاً پایه و اساس شکل‌گیری حافظه تو خواب عمیق هستن، روشن کنن. بر اساس یافته‌های اونا، امواج الکتریکی کند روی قدرت اتصالات سیناپسی بین نورون‌ها توی قشر جدید تأثیر می‌ذارن، و در نتیجه، توانایی دریافت پیام‌های عصبی رو زیاد می‌کنن. این تیم، واسه مطالعه‌شون، نمونه‌های بافت سالم قشر جدید رو از ۴۵ بیمار که عمل مغز واسه درمان صرع یا تومور مغزی تو شاریته، بیمارستان اونگلیشن کلینیکوم بتل (EvKB) یا مرکز پزشکی دانشگاه هامبورگ-اپندورف (UKE) انجام داده بودن، بررسی کردن. محققان نوسانات ولتاژ معمولی امواج کند مغز تو خواب عمیق رو تو بافت بازسازی کردن و بعدش واکنشی که سلول‌های عصبی نشون می‌دادن رو اندازه‌گیری کردن. واسه این کار، از میکروپیپت‌های شیشه‌ای استفاده کردن که با دقت تا اندازه‌ی نانومتر جاگذاری شده بودن. واسه «گوش دادن» به ارتباط بین چند سلول عصبی که از طریق بافت به هم وصل بودن، اونا بیشترین تعداد ده «حسگر پیپت» رو همزمان به کار بردن – که واسه این روش، که بهش تکنیک مالتی‌پَچ می‌گن، خیلی زیاده.

اهمیت زمان‌بندی درست تو شکل‌گیری حافظه

تیم تحقیقاتی فهمیدن که اتصالات سیناپسی بین نورون‌ها تو نئوکورتکس، تو یه زمان خاص از چرخه‌ی نوسانات ولتاژ، به حداکثر کارایی‌شون می‌رسن. فرانس زاوره میترمایر، که پژوهشگر مؤسسه نوروفیزیولوژی تو شاریته‌ست و نویسنده‌ی اول این مطالعه هم هست، توضیح می‎ده: «سیناپس‌ها درست بعد از این‌که ولتاژ از پایین به بالا می‌رسه، بهترین عملکرد رو دارن.» اون ادامه می‌ده: «تو اون بازه‌ی زمانی کوتاه، میشه گفت که قشر مغز تو یه حالت آماده‌باش خیلی بالایی قرار داره. اگه مغز تو این لحظه‌ی دقیق یه حافظه رو دوباره پخش کنه، این حافظه با تأثیر بیشتری به حافظه‌ی بلندمدت منتقل می‌شه. پس، خواب با امواج کند به طور واضحی از شکل‌گیری حافظه حمایت می‌کنه و نئوکورتکس رو واسه مدتای کوتاه خیلی پذیراتر می‌کنه.»

از این اطلاعات می‌شه واسه بهبود حافظه استفاده کرد، مخصوصاً تو افراد مسن که اختلالات شناختی خفیف دارن. گروه‌های تحقیقاتی تو سراسر دنیا دارن رو روش‌هایی کار می‌کنن که از طریق تحریک الکتریکی ملایم یا سیگنال‌های صوتی، روی امواج کند تو طول خواب تأثیر بذارن. گایگر می‌گه: «الان، این روش‌های تحریک از طریق امتحان و خطا بهینه می‌شن، که یه فرآیند وقت‌گیر و سخته. یافته‌های ما درباره‌ی زمان‌بندی درست می‌تونه تو این قضیه کمک کنه. حالا، برای اولین بار، این یافته‌ها امکان توسعه‌ی هدفمند روش‌های تحریک واسه تقویت شکل‌گیری حافظه رو فراهم می‌آورد.»

امواج مغزی کند

امواج کند، یا نوسانات کند، یه نوع موج الکتریکی هستن که تو مغز، تو طول خواب عمیق تولید می‌شن. امواج «دلتا» یه محدوده‌ی فرکانسی خاص رو شامل می‌شن که تو الکتروانسفالوگرافی (EEG) دیده می‌شن. این امواج مغزی کند می‌تونن خارج از خواب هم، به عنوان قسمتی از یه بیماری یا اختلال، ظاهر بشن. این اصطلاح کلی‌تر گاهی به جای «امواج کند» هم استفاده می‌شه.

درباره‌ی مطالعه

وقتی جراحی واسه صرع مقاوم به دارو یا تومورهای مغزی انجام می‌شه، اغلب لازمه که تیکه‌های کوچیکی از نئوکورتکس به صورت پزشکی برداشته بشن. بافت بریده شده می‌تونه تا دو روز خارج از بدن توی یه محلول مغذی مصنوعی نگهداری بشه، قبل از این‌که فعالیتش متوقف شه. واسه بررسی این بافت باارزش تو مطالعه‌ای که تازگی چاپ شده، رضایت صریح بیماران لازم بود. گروه تحقیقاتی، عمیقاً از بیماران به خاطر رضایتشون تشکر می‌کنن.

این مطالعه با همکاری نزدیک بین بخش‌های تحقیقاتی پایه و بالینی شاریته و کلینیک دانشگاهی جراحی مغز و اعصاب در اونگلیسشن کلینیکوم بتل (EvKB) تو بیله‌فلد و بخش جراحی مغز و اعصاب تو مرکز پزشکی دانشگاه هامبورگ-اپندورف (UKE) انجام شد. تحت رهبری مؤسسه‌ی نوروفیزیولوژی، بخش‌های زیر تو شاریته مشارکت داشتن: بخش جراحی مغز و اعصاب، بخش نورولوژی با نورولوژی تجربی، مؤسسه آناتومی عصبی یکپارچه، مرکز تحقیقاتی علوم اعصاب، خوشه‌ی تعالی نوروکور، بخش جراحی مغز و اعصاب کودکان و بخش نورولوژی کودکان.