انتخاب آپلیزیا: جانوری ایده‌آل برای پژوهش حافظه

برای درک ذخیره‌سازی حافظه، توصیه شد که تحقیقات از موارد ساده‌ی حافظه آغاز شود و جانوری با دستگاه عصبی ساده انتخاب گردد تا جریان اطلاعات از ورودی حسی تا خروجی حرکتی ردیابی شود. به‌دنبال جانوری بی‌مهره مانند کرم، مگس، یا حلزون بودیم که رفتارهای ساده اما قابل‌تغییر آن از طریق مدارهای نورونی ساده با یاخته‌های محدود عصبی کنترل شود.

پس از شش ماه بررسی، حلزون دریایی آپلیزیا (Aplysia) به‌عنوان جانور آزمایشگاهی انتخاب شد [تصویر ۹-۲]. سخنرانی‌های آنجلیک آروانیتاکی-شالازونیتیس و لادیسلاو تاوک درباره‌ی آپلیزیا تأثیرگذار بودند. آروانیتاکی کشف کرده بود که آپلیزیا برای تحقیق انتقال سیگنال بین یاخته‌های عصبی مناسب است، و تاوک چشم‌انداز نوینی در زیست‌فیزیولوژی یاخته‌های عصبی ارائه کرده بود.

آپلیزیای کالیفرنیایی بیش از ۳۰ سانتی‌متر قد و چند پوند وزن دارد. رنگ قهوه‌ای مایل به سرخ آن از جلبک‌هایی می‌آید که از آن‌ها تغذیه می‌کند [تصویر ۹-۲]. اما جذابیت آپلیزیا نه به‌خاطر ظاهرش، بلکه به‌دلیل ویژگی‌های عصبی‌اش بود. مغز آپلیزیا در مقایسه با پستانداران، با حدود ۲۰,۰۰۰ یاخته‌ی عصبی در برابر ۱۰۰ میلیارد، بسیار ساده است. این یاخته‌ها در نه خوشه‌ی عصبی تقسیم شده‌اند [تصویر ۹-۳]. هر خوشه تعداد کمی یاخته را شامل می‌شود که رفتارهای ساده‌ی بازتابی را کنترل می‌کنند.

برخی از یاخته‌های آپلیزیا جزو بزرگ‌ترین یاخته‌های عصبی دنیای جانوران‌اند و با چشم غیرمسلح دیده می‌شوند، برخلاف یاخته‌های هرمی هیپوکامپوس که با شعاع ۲۰ میکرومتر تنها زیر میکروسکوپ پیشرفته قابل‌مشاهده‌اند. یاخته‌های آپلیزیا ۵۰ برابر بزرگ‌ترند و الکترودهای کوچک به‌راحتی در آن‌ها کار گذاشته می‌شوند. آروانیتاکی دریافت که این یاخته‌ها به‌سادگی زیر میکروسکوپ قابل‌رؤیت‌اند، و اکثر یاخته‌های دستگاه عصبی آپلیزیا این ویژگی را دارند.

این ویژگی‌ها امکان ثبت فعالیت‌های الکتریکی درون‌یاخته‌ای را آسان کرد. مدار نورونی مسئول بازتاب‌های ساده‌ی آپلیزیا (reflex responses) بسیار ساده است. تحریک یک نورون منفرد توان سیناپسی بزرگی در یاخته‌ی هدف ایجاد می‌کند، که نشانه‌ی قدرت ارتباط سیناپسی است. این توان سیناپسی امکان ثبت ارتباطات نورونی یاخته‌به‌یاخته را فراهم کرد، تا جایی که نقشه‌ی دقیق مداربندی یک رفتار ترسیم شد.

برای بررسی چگونگی تأثیر محرک‌های حسی بر یاخته‌های هرمی هیپوکامپوس، آزمایش‌هایی انجام شد. محرک‌های بساوایی، شنوایی، و بینایی واکنش‌های گاه‌گاهی و آهسته‌ای ایجاد کردند که با واکنش‌های سریع قشر مخ قابل‌مقایسه نبودند. در آزمایشی، سیناپس‌های متصل به یاخته‌های عصبی هیپوکامپوس از طریق آکسون‌های عصب‌راهه‌ی پر فورنت (perforant pathway) بررسی شدند. تحریک پی‌درپی با ۱۰ تکانه در ثانیه، افزایش شدت جریان سیناپسی را برای ۱۵ ثانیه نشان داد. تحریک با ۶۰ تا ۱۰۰ تکانه در ثانیه حمله‌ی صرعی ایجاد کرد. این یافته‌ها مهم بودند، اما به هدف اصلی، یعنی درک ذخیره‌سازی خاطرات، نرسیدند.

انتخاب آپلیزیا به‌دلیل سادگی عصبی‌اش بود. کردارشناسانی مانند نیکو تینبرگن (ethology) نشان داده بودند که همه‌ی جانوران در اشکال اصلی یادگیری مشابه‌اند. فرض بر این بود که انسان برخی سازوکارهای یاخته‌ای اولیه‌ی یادگیری و حافظه را از جانوران ساده حفظ کرده است. با وجود تردید برخی عصب‌شناسان، مانند جان اکلس، که تحقیقات روی بی‌مهرگان را کم‌اهمیت می‌دانستند، آپلیزیا به‌دلیل یاخته‌های بزرگ و مدارهای ساده‌اش انتخاب شد.


📓 در جست‌وجوی حافظه: پیدایش دانش نوین ذهن
✍ اریک کندل
®️ سلامت رنجبر

🆔 @Chekide_ha