قد يساعد نمط النوم الشامل في تقوية وفصل الذكريات

بالرغم من إدراكنا لأهمية النوم بالنسبة لصحتنا الجسدية والعقلية، إلا أنه يبقى سلوكًا غامضًا للغاية من الناحية العلمية.

ومع ذلك، ربما يكون باحثون في جامعة ميشيغان قد طوروا فرضية جديدة لتفسير أحد ألغاز النوم التي تلوح في الأفق.

يبدو أن كل كائن حي ينام يتبع النمط الأساسي نفسه.

من اليقظة، تنتقل الكائنات الحية إلى دورة نوم متكررة بنشاط دماغي منخفض، تليها مرحلة يبذل فيها الدماغ جهدًا أكبر، من بين أمور أخرى، لتوليد أحلام واضحة، كما تتحرك عيون البشر خلف جفوننا خلال تلك المرحلة عالية النشاط، ولهذا السبب تُعرف باسم نوم حركة العين السريعة (REM).

على الرغم من وجود بعض الاستثناءات الجديرة بالملاحظة - بما في ذلك الأشخاص الذين يعانون من النوم القهري والأشخاص الذين لم يناموا منذ أيام - فإن دورة النوم المتكررة من حركة العين السريعة إلى حركة العين السريعة منتشرة بشكل ملحوظ في جميع أنحاء مملكة الحيوان .

قالت سارة أتون، أستاذة علم الأحياء الجزيئي والخلوي والنمائي في جامعة ميشيغان: "من الناحية التطورية، هذا النظام محفوظٌ للغاية وموجودٌ في كل مكان بين الأنواع، هذا يعني أن هناك على الأرجح أمرًا بالغ الأهمية يتعلق بهذا الترتيب المحدد للنوم. ولا ينعكس الوضع أبدًا، إلا إذا أضرَّ به شيءٌ ما".

ومع ذلك، لم يتوصل العلماء إلى تفسير مقنع للوظيفة البيولوجية لهذه الظاهرة شبه العالمية.

الآن، وضع باحثو جامعة ميشيغان، بقيادة أتون وميشال زوكوفسكي، فرضية مبنية على ملاحظات تجريبية على الفئران ونمذجة حاسوبية للدوائر العصبية في الدماغ.

تفترض هذه الفرضية أنه لو كانت الذكريات شجيرات، فإن مرحلة النوم غير السريعة تساعدها على النمو أطول وأقوى، ثم تُقلّم مرحلة النوم السريعة، مما يُبقيها متناسقة ومتميزة، ويمنعها من التداخل والنمو مع بعضها البعض.

وقالت أتون: "لا ينجح الأمر إلا بهذا التسلسل. إذا اتبعتَ هذا التسلسل، وبدأتَ بحركة العين السريعة، فسيُزيل كل شيء. حينها لن يتبقى أي ذكرى".

وأضافت: "في التسلسل الصحيح، تُعزز ما يحتاج إلى تعزيز. ثم تأتي حركة العين السريعة لتُزيل الأجزاء المتداخلة من الذكريات غير ذات الصلة".

نُشر العمل في مجلة PLOS Computational Biology.

في الفئران، استطاع الباحثون ملاحظة تأثير النوم على تذكر تجارب التكييف البسيطة، أما في البشر، فقد أشار زوكوفسكي إلى أن هذا قد يكون له آثار مألوفة في حياتنا اليومية.

لنفترض أن لديك ثلاثة اجتماعات في اليوم، نعلم أنك ستتذكر هذه الاجتماعات بشكل أفضل بعد نوم هانئ، كما قال زوكوفسكي.

وأضاف: "يبدو الآن أنه خلال النوم غير السريع، تُعزز ذاكرتك لكل اجتماع. ولكن عليك أيضًا تذكر من قال ماذا وخلال أي اجتماع. ما يفعله النوم السريع هو إبقاء ذلك منفصلًا".

الدورات والدوائر

بقيادة فريق أتون، قام الباحثون في أحدث تجاربهم بمراقبة أدمغة الفئران لمعرفة أجزاء الحُصين التي كانت نشطة خلال مراحل مختلفة من النوم بعد سيناريو تكييف بسيط.

نُقلت الفئران من حظائرها المنزلية إلى بيئة جديدة، وبعد استكشافها لبضع دقائق، تلقت صدمة كهربائية خفيفة في أقدامها.

كانت هناك أيضًا مجموعة ضابطة من الفئران لم تتعرض لمثل هذه المتاعب.

مكّن هذا الباحثين من مقارنة نشاط أدمغة الفئران النائمة خلال دورات حركة العين السريعة (REM) وغير السريعة، والتي ربطت بين المكان الجديد والصدمة الكهربائية.

لكن الباحثين لا يستطيعون حتى الآن التركيز على جميع الخلايا العصبية الفردية التي تُشفّر ذكريات معينة باستخدام التقنيات المتاحة، وهنا يأتي دور نمذجة الفريق لإكمال الصورة.

طوّرت مجموعة زوكوفسكي هذا النموذج، وهو يُعالج الذكريات المُشفّرة حديثًا كتغيرات في نشاط الخلايا العصبية في الدوائر الخاضعة لبيئة الدماغ، حيث تُعدّل مادة كيميائية حيوية تُسمى الأسيتيل كولين نشاطها.

قالت أتون: "يمكننا بالفعل محاكاة وتحديد الخلايا العصبية التي تُنشَّط بفعل حدث تعلُّم، يمكننا نمذجة ذلك، ويمكننا نمذجة التغيرات التي تحدث فيما يتعلق بالأستيل كولين أثناء مرور الحيوان بمراحل النوم المختلفة".

هناك أيضًا نوعان من الخلايا العصبية: خلايا مُثيرة تميل إلى تحفيز الخلايا المجاورة لها، وخلايا مُثبطة تُخفف نشاط الخلايا الأخرى، بدمج هذه الديناميكيات مع بيانات واقعية حول نشاط الدماغ ومستويات الأستيل كولين خلال مراحل النوم المختلفة، ساعد النموذج في الكشف عن استنتاجات لم تكن مُتاحة سابقًا.

على الرغم من حماس الباحثين للنتيجة، إلا أنهم أكدوا أنها ليست النهاية، فنموذج الدائرة الذي طوروه هو تمثيل مبسط للدماغ، وقد اختبرت تجارب الفريق سيناريوهات ذاكرة بسيطة نسبيًا.

وبالتالي، قد تتغير الفرضية أو تتطور مع إخضاعها من قِبل الباحثين لحالات اختبار أكثر تعقيدًا وتزويدها بأنواع جديدة ومختلفة من البيانات.