نگهبانان خاموش خاطرات ما و بازیگران کلیدی پنهان حافظه در مغز
همشهری آنلاین -یکتافراهانی : آیا می‌دانستید سلول‌های مغز که همیشه نقش فرعی داشتند، ممکن است کلید درک بهتر حافظه باشند؟ پژوهش تازه‌ای از MIT نشان می‌دهد که آستروسیت‌ها، این سلول‌های پرشمار مغز در ذخیره و انتقال اطلاعات نقش فعالی دارند و به شکلی بسیار پیچیده‌تر از آنچه تصور می‌کردیم عمل می‌کنند.
ستارگان دنیای مغز و حافظه
تحقیقات تازه از MIT دنیای مغز را با نگاهی نوین به ما معرفی می‌کند. سلول‌های آستروسیت که پیش‌تر صرفاً به‌عنوان محافظان و تغذیه‌کنندگان نورون‌ها شناخته می‌شدند، حالا نشان داده‌اند که در فرآیندهای پیچیده ذخیره و بازیابی خاطرات نقش کلیدی دارند.
پژوهشگران با ترکیب زیست‌شناسی، ریاضیات و فناوری شبکه‌های عصبی مصنوعی، مدلی را ارائه داده‌اند که می‌تواند انقلابی در علوم اعصاب و حتی هوش مصنوعی ایجاد کند. این کشف نه‌تنها باعث بازنویسی کتاب‌های درسی می‌شود، بلکه مسیر جدیدی برای درک حافظه و یادگیری باز می‌کند.
بیشتر بخوانید :
- مغز ما چگونه می‌تواند تجربه‌ای از آینده داشته باشد؟
- هوش مصنوعی؛ موتور محرک انقلاب کسب‌وکارهای ایرانی در بحران اقتصاد جهانی
شبکه‌ای پیچیده و بی‌صدا
یک آستروسیت می‌تواند با بیش از یک میلیون سیناپس ارتباط برقرار کند و شبکه‌ای پیچیده و گسترده بسازد. برخلاف تصور پیشین که این سلول‌ها غیرفعال بودند، تحقیقات جدید نشان می‌دهد آن‌ها به فعالیت نورون‌ها گوش می‌دهند و از طریق ترشح مولکول‌هایی به نام گلیوتراسیمتر، مستقیماً بر انتقال اطلاعات تأثیر می‌گذارند.
حافظه‌ای فراتر از نورون‌ها
به‌تازگی محققان MIT و IBM در مقاله‌ای در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences، مدلی را ارائه کرده‌اند که آستروسیت‌ها را به‌عنوان واحدهای محاسباتی در شبکه‌های عصبی معرفی می‌کند. این مدل که ترکیبی از زیست‌شناسی، ریاضیات و نظریه شبکه‌های عصبی مصنوعی است، نشان می‌دهد آستروسیت‌ها می‌توانند حافظه‌ها را ذخیره کنند و ظرفیت حافظه مغز را به شکل چشمگیری افزایش دهند.
حافظه قوی‌تر با مشارکت آستروسیت‌ها
مدل پیشنهادی بر پایه حافظه‌های متراکم و پیوسته است که از مدل‌های کلاسیک شبکه‌ها پیشرفته‌تر هستند. هرچه آستروسیت‌ها نقش بیشتری داشته باشند، ظرفیت ذخیره‌سازی و بازیابی حافظه بیشتر و مؤثرتر می‌شود. به‌عبارت‌دیگر، حضور آستروسیت‌ها شبکه حافظه مغز را قدرتمندتر و انعطاف‌پذیرتر می‌کند.
انرژی و حافظه چگونه کار می‌کنند؟
برای توضیح چگونگی کامل‌شدن خاطرات از قطعات ناقص استفاده می‌شود. آستروسیت‌ها با انتقال کلسیم و اتصال به سیناپس‌های متعدد، شبکه‌ای پررنگ‌تر و پیچیده‌تر از تعاملات ایجاد می‌کنند که اطلاعات را به شکل مقاوم‌تر و دقیق‌تر ذخیره می‌کند.
محققان معتقدند این کشف می‌تواند الگوریتم‌های هوش مصنوعی را هم متحول کند و بهبود بخشد، چرا که این مدل زیستی از مغز می‌تواند الگویی نو برای ساخت شبکه‌های یادگیری ماشینی فراهم آورد.
آینده‌ای روشن در مطالعه مغز
اگر این نظریه به طور کامل تایید شود، باید کتاب‌های علوم اعصاب از نو نوشته شوند. این یافته نشان می‌دهد که حافظه فقط توسط سیناپس‌های نورونی شکل نمی‌گیرد، بلکه آستروسیت‌ها نیز نقش کلیدی دارند و بازیگرانی مهم در پردازش حافظه هستند.
تقویت حافظه
تیم MIT قصد دارد با کنترل و دستکاری نحوه انتقال کلسیم در آستروسیت‌ها تاثیر آن بر حافظه را آزمایش کند. همچنین با داده‌های زیست‌شناسی واقعی، شبیه‌سازی‌های خود را بهبود خواهند داد تا مطمئن شوند مدل به شکل واقعی مغز نزدیک است.
ذخیره و بازیابی خاطرات
این کشف تازه، دریچه‌ای نو به رازهای مغز و حافظه گشوده است. آستروسیت‌ها که تا دیروز نادیده گرفته می‌شدند، حالا در مرکز تحقیقات حافظه قرار دارند و می‌توانند کلیدهای حل معمای چگونگی ذخیره و بازیابی خاطرات باشند. با پیشرفت فناوری، احتمالا در آینده‌ای نزدیک، فهم ما از مغز و یادگیری نه‌تنها تغییر خواهد کرد، بلکه این دانش به ساخت هوش مصنوعی هوشمندتر و قدرتمندتر نیز کمک خواهد کرد.
