آزمایش واقعیت مجازی با موش‌ها بینش جدیدی در مورد نحوه فعال کردن نورون‌ها برای یادگیری ارائه می‌کند.
دانشمندان در جدیدترین مطالعه خود که منتشر شده است، موش ها را در پیچ و خم واقعیت مجازی مورد مطالعه قرار دادند. در حین مشاهده فعالیت تعداد زیادی از نورون‌های منفرد در هیپوکامپ هر حیوان، پاسخ‌هایی را در آن نورون‌ها کشف کردند که مکانیسم خاصی را برای ناوبری نشان می‌داد. نویسنده اصلی این مطالعه، جیسون مور، محقق سابق فوق دکتری گفت: هیپوکامپ یکی از اولین مناطقی است که در بیماری های مبتنی بر حافظه مانند آلزایمر تحت تاثیر قرار می گیرد. بنابراین درک عملکرد، انعطاف پذیری و محدودیت های آن بسیار مهم است.
با مطالعه موش‌ها در پیچ و خم واقعیت مجازی، محققان دریافتند برخی از نورون‌های هیپوکامپ نقش حیاتی در مکانیسم خاصی از ناوبری دارند.
دانشمندان مدت‌هاست متوجه شده‌اند که ناحیه‌ای از مغز به نام هیپوکامپ برای حافظه، یادگیری و ناوبری مهم است. اکنون، تعدادی از دانشمندان به رهبری مایانک مهتا، عصب فیزیک‌دان، در حال به دست آوردن درک عمیق‌تری از نحوه عملکرد هیپوکامپ در سطح مدار هستند - یعنی عملکردهایی که شبکه‌های میلیون‌ها نورون را در بر می‌گیرند. این دانش می‌تواند گام مهمی در جهت توسعه درمان‌های اختلالات عصبی مانند بیماری آلزایمر، اسکیزوفرنی و صرع باشد که همگی با اختلال عملکرد هیپوکامپ مرتبط هستند.
این مطالعه می تواند توضیح دهد که چرا افراد آسیب دیده درناحیه هیپوکامپ نه تنها با کارهای به اصطلاح فضایی، مانند یافتن راه خانه یا یافتن مجموعه ای از کلیدهای گم شده، بلکه با وظایف حافظه مانند یادآوری آنچه برای ناهار خورده اند ، دست و پنجه نرم می کنند. در این آزمایش از نوعی سیستم واقعیت مجازی که در آزمایشگاه مهتا توسعه داده شد، استفاده شد. هدف از این فناوری، راحت نگه داشتن حیوانات و جلوگیری از ایجاد سرگیجه و سایر علائمی است که سایر سیستم های واقعیت مجازی می توانند ایجاد کنند.
برای این مطالعه، موش‌ها روی یک تردمیل کوچک در داخل جعبه‌ای قرار گرفتند که تصاویری از یک پیچ و خم روی دیواره‌های ظرف پخش شده بود. موش ها تشویق شدند تا از طریق پیچ و خم بدوند تا پاداش خود را که یک قطره آب قند بود، پیدا کنند. برای رسیدن به پاداش، موش‌ها باید تشخیص می‌دادند که در رابطه با اشیاء مجازی اطرافشان کجا هستند، برای دریافت جوایز خود باید به کجا بروند و مقصد چقدر دور است. چندین حیوان در طی جلسات متعدد مورد آزمایش قرار گرفتند و محققان را قادر ساختند تا نحوه تغییر پاسخ نورون‌ها را با یادگیری موش‌ها در پیچ و خم مشاهده کنند. دانشمندان مشاهده کردند که نورون‌های هیپوکامپ جنبه‌های متعددی از موقعیت حیوان را رمزگذاری می‌کنند - جایی که در فضا قرار دارد، زاویه بدنش نسبت به پاداشش و چقدر در مسیرش حرکت کرده است - پدیده‌ای به نام "چند پیچش".
این یافته بسیار مهم است زیرا به طور گسترده تصور می شد که نورون های هیپوکامپ فقط برای موقعیت کدگذاری می کنند. مهتا، استاد نورولوژی، نوروبیولوژی و فیزیک می گوید: «ما دریافتیم که در پیچ و خم مجازی، نورون ها اطلاعات بسیار کمی در مورد موقعیت موش دارند. درعوض، بیشتر نورون‌ها برای جنبه‌های دیگر ناوبری، مانند مسافت طی شده و جهتی که بدن در حال حرکت است، رمزگذاری می‌کنند. دانشمندان همچنین مشاهده کردند که با کسب تجربه در ماز، نورون‌های آن‌ها پیچ و خم را با اطمینان و دقت بیشتری به یاد می‌آورند.
تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه مهتا و جاهای دیگر در 25 سال گذشته نشان داده است که چنین تغییراتی در فعالیت نورون ها - یا نوروپلاستیسیته - از طریق فرآیندی اتفاق می افتد که دانشمندان علوم اعصاب به آن یادگیری هبی می گویند. این فرآیند توسط یک ماده شیمیایی عصبی انجام می شود که هدف رایج داروهای مورد استفاده برای درمان اختلالات عصبی است.
نوشته های مرتبط