آیا می شود حافظه را خورد؟ معمای کرم هایی که علوم اعصاب را به چالش کشیدند
به گزارش دکور پرداز، تصورش کافی است تا مرز میان علم و خیال کمی بلرزد. یک جانور چیزی را یاد می گیرد، بعد جانور دیگری از بدن او تغذیه می کند. اگر تجربه فقط در مغز نمانده باشد چه؟ اگر قسمتی از آن در مولکول ها، سلول ها یا بافت های بدن ردّی به جا گذاشته باشد، آیا ممکنست چیزی از آن تجربه به موجودی دیگر منتقل شود؟
دیجیاتو: تصورش کافی است تا مرز میان علم و خیال کمی بلرزد. یک جانور چیزی را یاد می گیرد، بعد جانور دیگری از بدن او تغذیه می کند. اگر تجربه فقط در مغز نمانده باشد چه؟ اگر بخشی از آن در مولکول ها، سلول ها یا بافت های بدن ردّی به جا گذاشته باشد، آیا امکان دارد چیزی از آن تجربه به موجودی دیگر منتقل شود؟
این ایده در نگاه اول بیشتر شبیه داستانی علمی تخیلی است، اما در دهه ۱۹۶۰ به یکی از جنجالی ترین بحث های علوم اعصاب تبدیل شد. گروهی از دانشمندان تلاش کردند بفهمند حافظه دقیقا کجا ذخیره می شود: فقط در شبکه های عصبی مغز یا در لایه ای عمیق تر از بدن زنده؟
نقطه آغاز این ماجرا کرمی کوچک و اعجاب آور به نام پلاناریا بود. موجودی ساده با توانایی بازسازی حیرت آور که دانشمندان را وادار کرد یکی از بنیادی ترین پرسش های علم حافظه را باردیگر جدی بگیرند.
پلاناریاها کرم های پهن آبزی هستند؛ موجوداتی کوچک و ساده که شاید در نگاه اول چندان مهم به نظر نرسند. اما پشت همین ظاهر ابتدایی، یک خصوصیت مهم پنهان شده است: آنها مغزی ساده و دستگاه عصبی حقیقی دارند. همین کافی بود تا محققان حوزه حافظه به آنها توجه نمایند.
اما چیزی که پلاناریا را واقعا اعجاب آور می کند، فقط دستگاه عصبی اش نیست. قدرت اصلی این کرم در توانایی حیرت آورش برای بازسازی بدن است. اگر یک پلاناریا را از وسط ببرید، هر نیمه می تواند باردیگر به یک کرم کامل تبدیل گردد. حتی قطعه ای بسیار کوچک از بدنش می تواند طی چند هفته باردیگر موجودی کامل و زنده بسازد.
همین توانایی عجیب، محققان را به پرسشی مهم رساند: اگر پلاناریا قبل از بریده شدن چیزی را یاد گرفته باشد، پس از بازسازی چه اتفاقی می افتد؟ آیا بدن تازه تولید شده هنوز اثری از آن تجربه را با خود دارد؟ این سؤال در ظاهر در رابطه با یک کرم کوچک بود، اما در عمق خود به یکی از بزرگ ترین معماهای علوم اعصاب وصل می شد: حافظه دقیقا کجا ذخیره می شود؟ فقط در مغز؟ در اتصال میان نورون ها؟ یا امکان دارد ردّی از آن در سلول ها، بافت ها و سراسر بدن هم باقی بماند؟
آزمایشی که حافظه را از مغز بیرون کشید
در دهه ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰، روان شناسی به نام جیمز مک کانل سراغ پلاناریاها رفت تا یک سؤال ساده اما عمیق را آزمایش کند: آیا این کرم های کوچک می توانند چیزی یاد بگیرند؟ او برای انجام این آزمایش از شرطی سازی کلاسیک الهام گرفت. مک کانل کرم ها را بارها در معرض نور قرار می داد و هم زمان به آنها شوک خفیف وارد می کرد. بعد از مدتی گزارش شد که پلاناریاها با دیدن نور، حتی قبل از شوک، بدن خویش را جمع می کنند. انگار یاد گرفته بودند که نور یعنی خطر.
اما بخش جنجالی ماجرا پس از آموزش آغاز شد. مک کانل کرم های آموزش دیده را برید. انتظار طبیعی این بود که خاطره در صورت وجود، در بخشی باقی بماند که سر و مغز ابتدایی دارد. اما حتی نیمه بدون سر نیز بعد از بازسازی، همان رفتار آموخته شده را نشان می داد. این نتیجه در صورت درست بودن، نشان می داد حافظه شاید فقط در مغز ذخیره نشود. شاید ردّی از تجربه در سلول ها، مولکول ها یا حتی سراسر بدن باقی می ماند.
اما مک کانل هنوز به عجیب ترین بخش ماجرا نرسیده بود. او با خودش فکر کرد اگر اثری از حافظه واقعا در بدن کرم ها باقی می ماند، شاید بتوان آنرا به کرم دیگری هم منتقل کرد. بعد از بدن پلاناریاهای آموزش دیده، ماده ای زیستی تهیه کرد و آنرا به پلاناریاهای آموزش ندیده رساند.
نتیجه ای که گزارش شد، تعجب آور بود. کرم هایی که این ماده را دریافت کرده بودند، انگار مسیر یادگیری را از صفر آغاز نمی کردند. آنها واکنش نور و شوک را سریع تر نشان می دادند. اینجا بود که داستان از یک آزمایش ساده روی کرم ها فراتر رفت. از دل این آزمایش، ایده ای جسورانه بیرون آمد: شاید حافظه یک ردّ مولکولی دارد. شاید RNA یا مولکول های زیستی دیگر بتوانند بخشی از تجربه را حمل کنند. در دورانی که دانشمندان تازه فهمیده بودند DNA و RNA می توانند اطلاعات زیستی را ذخیره کنند، این فکر کاملا بی معنا نبود.
اما علم فقط با ایده های جذاب جلو نمی رود. یک ادعا هرچقدر هیجان انگیز باشد، تا وقتی دقیق و تکرارپذیر نباشد، هنوز یک معماست؛ نه یک پاسخ قطعی.
ایده ای که علم را هیجان زده کرد، اما نتوانست دوام بیاورد
مک کانل دانشمندی با شخصیت نمایشی بود. او می دانست چگونه یک ایده پیچیده را به جمله ای جذاب تبدیل کند. در رابطه با آینده ای حرف می زد که شاید انسان بتواند با خوردن یک قرص، پیانو یاد بگیرد. این حرف ها برای رسانه ها حکم طلا و برای مردم هیجان بسیاری داشت. اما برای خیلی از دانشمندان، بیش از اندازه نمایشی و مشکوک به نظر می رسید.
مشکل دیگر این بود که مک کانل نتایجش را در نشریه ای منتشر نمود که حال وهوایی عجیب داشت. مجله ای به نام The Worm Runner’s Digest که تلفیقی از مقاله علمی، طنز، کاریکاتور، داستان علمی تخیلی و نوشته های جدی بود و برای جامعه علمی اعتبار کلاسیک یک ژورنال سخت گیر را نداشت. بتدریج شک ها بیشتر شد. برخی لابراتوار ها گفتند نتایج مک کانل را تکرار کرده اند. اما برخی دیگر شکست خوردند. وقتی بازتولید یک نتیجه علمی ناپایدار باشد، علم کم کم عقب می کشد و همین صورت گرفت.
در دهه ۱۹۷۰، تب پژوهش روی حافظه پلاناریا فروکش کرد. دانشمندان به سراغ مدلهای دیگر رفتند. موش ها، گربه ها، ماهی ها، حلزون های دریایی و بعدها کرم های بسیار شناخته شده تری مثل C. elegans جای پلاناریاها را گرفتند. داستان مک کانل هیچ گاه کاملا رد یا پذریرفته نشد. در علم، بعضی ایده ها با یک آزمایش قاطع نمی میرند. فقط کم کم از مرکز توجه بیرون می روند. در رابطه با حافظه پلاناریا هم همین صورت گرفت. اما بعضی معماها دیر یا زود باردیگر برمی گردند.
دهه ها بعد، محققان هاروارد تصمیم گرفتند پرونده فراموش شده پلاناریاها را باردیگر باز کنند. سؤال ساده بود، اما پاسخ می توانست مسیر فهم ما از حافظه را تغییر دهد: آیا مک کانل و همکارانش واقعا چیزی دیده بودند؟ آیا این کرم ها می توانستند یاد بگیرند؟ یا آن چه در دهه ۱۹۶۰ حافظه نامیده شد، فقط تفسیر بیش از اندازه چند حرکت مبهم بود؟
آنها تلاش کردند آزمایش های قدیمی را با دقت بازسازی کنند. از دستورالعمل های همان دوران کمک گرفتند، با لابراتوار های دیگر مشورت و حتی از همان زیستگاه هایی پلاناریا جمع آوری کردند که محققان قدیمی سراغشان رفته بودند. اما بر خلاف انتظار کرم ها یاد نمی گرفتند.
این فقط یک شکست ساده نبود. گونه های مختلف بررسی و آزمایش ها بارها تکرار شدند، اما واکنشی دیده نشد که بتوان آنرا یادگیری روشن و قابل اعتمادی دانست. همین جا معمای جدیدی شکل گرفت: اگر ده ها لابراتوار در دهه ۱۹۶۰ چنین رفتاری را گزارش کرده بودند، چرا امروز همان آزمایش ها جواب نمی دهند؟
یکی از توضیحات جدی این است که محققان آن دوران رفتار پلاناریاها را با دقت کافی تفکیک نکرده بودند. شاید حرکت های معمولی کرم، مثل چرخیدن یا جمع شدن بدن، به اشتباه نشانه یادگیری تلقی شده بود. در موجودی به این سادگی، مرز میان واکنش حقیقی و حرکت تصادفی می تواند بسیار باریک باشد. برای همین، بازگشت محققان هاروارد به این پرونده فقط تکرار یک آزمایش قدیمی نبود. یادآوری مهمی بود که در علم، هیچ ایده هیجان انگیزی بدون آزمون باردیگر و شواهد تکرارپذیر به پاسخ قطعی تبدیل نمی شود.
حافظه فقط در مغز نیست؟
شکست آزمایش های جدید روی پلاناریاها، پایان کامل ماجرا نبود. یک احتمال این بود که خود کرم ها در طول چند دهه به سبب تغییرات ژنتیکی، آلودگی محیطی یا فشارهای زیست محیطی تغییر کرده باشند. بااین حال، خیلی از محققان این توضیح را بعید می دانند، چون باید فرض نماییم پلاناریاها در یک دوره خاص توانایی یادگیری داشته اند و بعد این خصوصیت را از دست داده اند.
توضیح دیگر به زیست شناسی خود پلاناریا برمی گردد. شاید این موجود اصلاً به شکلی از یادگیری که ما انتظار داریم، وابسته نباشد. خیلی از جانوران یاد می گیرند تا از خطر دوری کنند، اما پلاناریا رابطه متفاوتی با صدمه دارد. اگر بدنش زخمی یا حتی تکه تکه شود، می تواند باردیگر بازسازی شود. برای چنین موجودی، خطر شاید همان معنایی را نداشته باشد که برای جانوران صدمه پذیرتر دارد.
بااین حال، ایده انتقال حافظه از علم حذف نشده است. فقط با فاصله گرفتن از پلاناریا، با مدلهای دقیق تری بررسی می شود. پژوهش هایی روی حلزون دریایی Aplysia نشان داده اند که برخی تغییرات رفتاری آموخته شده می توانند با انتقال مواد ژنتیکی روی جانور دیگر اثر بگذارند. در کرم C. elegans هم شواهدی وجود دارد که تجربه می تواند از طریق مواد زیستی، RNA یا ذرات خارج سلولی بر رفتار کرم های دیگر تاثیر بگذارد.
این یعنی شاید مک کانل کاملا بیراه نمی رفت. شاید تجربه واقعا بتواند ردّی مولکولی در بدن بگذارد. اما تفاوت علم امروز با آزمایش های وی در دقت روش، تکرارپذیری و بررسی مولکولی است. امروز دیگر یک مشاهده عجیب کافی نیست؛ باید نشان داد دقیقا چه مولکولی، از چه مسیری و با چه سازوکاری رفتار را تغییر می دهد.
درنهایت، این داستان یک نکته مهم را یادآوری می کند: حافظه در مغز و شبکه های عصبی نقش اصلی خویش را دارد، اما بدن هم می تواند شکل هایی از اثر تجربه را نگه دارد. سیستم ایمنی حافظه دارد. سلول ها می توانند به تجربه های قبلی پاسخ متفاوت بدهند. حتی موجودات بدون مغز هم گاهی رفتار خویش را برپایه تجربه تغییر می دهند. پس شاید پرسش دقیق تر این نباشد که حافظه کجاست. پرسش مهم تر این است: تجربه در هر سطح زیستی، از مولکول تا مغز، چطور در بدن ثبت می شود؟
منبع: دكور پرداز
مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم در مورد این مطلب نظر دهید