نقش فعال سیناپس‌ها در یادگیری و فراموشی

ارتباط عامل عمده و مهم‌ترین مکانیسم مغز محسوب می‌شود. هریک از صدها میلیارد سلول عصبی که مغز ما را شامل می‌شوند، خود به تنهایی مدیر و راهبر تبادل داده‌ها به شمار می‌روند و این کار را با تماس و ارتباط با هزاران سلول عصبی مجاور خود صورت می‌دهند. در این نقاط تماسی که به سیناپس‌ها معروفند، اطلاعات عصبی در امتداد کانالی یکطرفه و از سلول بالادستی به سلول پایین‌دستی در جریان است.

مغز انسان تنها زمانی که سلول‌های عصبی در زمان و مکان صحیح از طریق سیناپس‌هایشان به اداره و هدایت اطلاعات بپردازند، می‌تواند از عهده انجام وظایف پیچیده‌اش برآید بنابراین جای تعجبی ندارد که یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های مغز قابلیت سازش‌پذیری فوق‌العاده‌اش است.

این ویژگی مغز به واسطه مهارت و تطبیق‌پذیری سیناپس‌ها بوده که قادرند بسته به این که مورد احتیاج باشند یا نه ازدیاد یافته یا کاسته شوند؛ یعنی در مواقع لزوم به هم پیوسته و مجتمع شوند یا از هم مجزا و کم شوند.

بیشتر دانشمندان بر این عقیده‌اند که همین تبادل قابل انعطاف اطلاعات است که مکانیسم یادگیری و به یادآوری را در بدو امر امکان‌پذیر می‌کند. وجه گیرندگی نقاط تماسی  خارها  نقش فعالی را در گردآوری و نیز در تفکیک سیناپس‌های جدید ایفا می‌کند.

زمانی که اطلاعات بیشتری پردازش می‌شوند، جایگاه‌های گیرنده بیشتری از سلول عصبی آماده به کار می‌شوند و خارهای جدید برای تشکیل سیناپس‌های جدید به سوی سلول‌های مجاور رشد می‌یابند.

در صورت ضعیف شدن جریان اطلاعات، سیناپس‌ها ناپدید می‌شوند و خارها می‌توانند پسروی کنند، اما در مقایسه با  وجه دیگر سیناپس، واحد ناقل که به مادگی نیز معروف است تصور می‌شود تنها نقشی غیرفعال در تشکیل سیناپس‌ها بازی کند.

این در حالی است که بنا بر یافته‌های جدید دانشمندان زیست‌شناسی اعصاب این پیش‌فرض رد می‌شود. این محققان برای نخستین بار موفق به درک و مشاهده هر دو وجه گیرندگی و پایانه ناقل یک سیناپس طی بازه زمانی ممتدی شده‌اند. این مکانیسم مستلزم نشان‌دار کردن شماری از سلول‌های عصبی با رنگینه فلوئورسنتی قرمزرنگ و نشان‌گذاری سلول‌های اتصال‌یافته با رنگینه سبز است.

دانشمندان با استفاده از یک میکروسکوپ دو فوتونی با وضوح بالا توانستند تغییرات در هر دو وجه سیناپس را به مرور زمان مشاهده کنند. به اعتقاد دانشمندان بزودی روشن می‌شود که واحد ناقل یک سیناپس نقش قابل ملاحظه فعال‌تری را در تجمع و تفکیک سیناپس نسبت به آنچه تاکنون تصور می‌شد ایفا کند. زمانی که جریان اطلاعات عبور داده شده به وسیله سلولی کاهش یابد، بسیاری از ایستگاه‌های ناقل زاید در خلال آن از هم می‌پاشند و تفکیک می‌شوند.

علاوه بر این یافته، چون این رویکرد آزمایشی بدیع محققان را قادر به تماشای مستقیم ازهم‌پاشیدگی و تفکیک تماس‌های میان مادگی‌ها و خارها در زیر میکروسکوپ کرده ، دانشمندان توانستند معلوم نمایند که کاهش در شمار خارها در واقع پیامد فقدان و زوال سیناپس‌هاست. با وجود این، نکته جالب توجه بویژه برای محققان این است که شمار پایانه‌های ناقل ثابت باقی می‌ماند.

مترجم: مهریار میرنیا / منبع: Science Daily