همانطور كه تجربه كرده اید ، در دوچرخه سواری حركات مرتبط در نهایت چنان ریشه دار می شوند كه پریدن روی دوچرخه تقریباً خودكار به نظر می رسد.

در مطالعه ای كه این هفته در Neuron منتشر شد، یك تیم تحقیقاتی به رهبری دكتر سیمون چن از دانشكده پزشكی اوتاوا، بینش های جدید و ارزشمندی را در مورد این معمای پایدار علم اعصاب ارائه می كند.

آزمایشگاه او بر روی كشف چگونگی رمزگذاری و ذخیره خاطرات در مغز متمركز است، به ویژه یادگیری حركتی، فرآیند پیچیده نحوه حركت و هماهنگ كردن عضلات بدنمان برایش حائز اهمیت است.

با این آخرین مطالعه، تیم تحقیقاتی دكتر چن مكانیسم های مربوط به تنظیم فرآیند اكتساب و تثبیت حافظه حركتی را در طول تمرینات تكراری بررسی كردند.

دكتر چن، رئیس تحقیقات مدار های عصبی و رفتار كانادا، می گوید: یافته های این مطالعه می تواند برای توسعه اهداف درمانی مفید باشد كه می تواند به بهبود عملكرد حركتی در بیماران مبتلا به بیماری پاركینسون، سكته مغزی یا آسیب مغزی كمك كند.این دریافت ها مهم است، زیرا بازیابی هماهنگی حركتی و بازیابی حركات از دست رفته برای این افراد نبرد بسیار دشواری است.

او می گوید: اگر درك كنیم چگونه كسب مهارت های حركتی در مغز تنظیم می شود، شاید روزی بتوانیم به بیماران مبتلا به سكته مغزی یا بیماری پاركینسون كمك كنیم تا این مهارت ها را در طول فرآیند توانبخشی به دست آورند.

این مطالعه بر روی موش ها متمركز بود، با محدود كردن حركات سر موش ها در مرحله تصویربرداری، كه به دانشمندان اجازه می دهد مغز را با وضوح تك سلولی بررسی كنند، این تیم به حیوانات آموزش داد تا یك كار حركتی خاص را انجام دهند.

موش ها یك گلوله غذا را از یك نگهدارنده تحویل موتوری بگیرند. در ابتدا، موش ها هنگام گرفتن گلوله آزمایشی دست و پا چلفتی بودند.

محققان با استفاده از DeepLabCut، یك جعبه ابزار نرم افزار یادگیری عمیق كه ویدیوی ضبط حركت را با هوش مصنوعی تركیب می كند، تجزیه و تحلیل دقیقی از حركات حیوانات انجام دادند.

آن ها دریافتند كه با تكرار و زمان، موش ها حركات كلیشه ای برای دستیابی یاد می گیرند كه به آن ها امكان می دهد در نهایت غذا را به راحتی حفظ كنند.

این تیم می خواستند فعال شدن نورون های مخصوص این حركات دستیابی و درك را ببینند و شكل گیری مسیر های سیناپسی در مغز را در زمان وقوع مشاهده كنند.

دكتر چن، دانشیار دپارتمان پزشكی سلولی و مولكولی دانشكده پزشكی می گوید: ما توانستیم تغییرات مغز را در زمانی كه موش ها واقعاً این كار را یاد می گرفتند، نظارت كنیم.

تیم او با استفاده از تصویربرداری دو فوتونی، نوعی میكروسكوپ كه امكان تجسم بافت زنده در مقیاس میكرومتری را فراهم می كند، توانست سازماندهی مجدد خار های دندریتیك را در میان نورون های تحریك كننده در قشر حركتی اولیه مشاهده كند.

با بزرگنمایی سطح سلولی، محققان دریافتند كه یادگیری حركتی به طور انتخابی بیان یك "عامل رونویسی" وابسته به فعالیت به نام NPAS4 را در قشر حركتی اولیه القا می كند.

دكتر چن می گوید: آنچه این یافته های جدید آشكار می كند این است كه بیان این عامل رونویسی باعث ظهور یك مجموعه نورون بازدارنده مرتبط با یادگیری می شود كه مهار را در قشر حركتی اولیه تعدیل می كند و فرآیند سازماندهی مجدد ستون فقرات دندریتیك را در بین نورون های تحریك كننده در طول یادگیری تنظیم می كند.

در واقع NPAS4 تغییرات ژنی را در نورون های بازدارنده تنظیم می كند كه فعالیت این نورون ها را كنترل می كنند، شبیه به روشی كه یك نوار لغزنده صدا بلندگو های لپ تاپ را كنترل می كند.

این تیم دریافتند كه بیان فاكتور رونویسی NPAS4 در نورون های بازدارنده كلیدی است برای اینكه چگونه مغز شما گزینه هایی را برای تشكیل قوی ترین خاطرات حركتی برای حركات خاص به دست می آورد و باید به طور مداوم بیان شود تا آن خاطرات جا افتاده، در مغز شما هنگام انجام تمرینات تكراری اصلاح شوند.

منبع: سایت مدیكال اكسپرس