الآن يمكن لعلماء الأعصاب أن يتنفسوا الصعداء، فقد أكدت التجارب ما قالته النظريات القائمة منذ أمد طويل، حول كيفية تكوين الذكريات وتخزينها في الدماغ. قام الباحثون بتكوين و محو ذكريات مخيفة من أدمغة الفئران باستخدام الضوء، ما يعد دليلا مباشرا على أن تعزيز أو إضعاف الروابط بين الخلايا العصبية هو أساس تكوين الذاكرة.
اشتبه علماء الأعصاب أن ظاهرة “التقوية طويلة الأمد” (long-term potentiation) – تعزيز قدرة الخلايا العصبية المتجاورة على التواصل عن طريق التحفيز الكهربي المتكرر – في الحصين هي الأساس المادي للذاكرة. أدرك علماء الأعصاب أن الحصين مهم لبناء الذكريات الطويلة الأجل، حيث قضى علماء الأعصاب العقود الأربعة الماضية في التحقّق من دور “التقوية طويلة الأمد” في الذاكرة.
اكتشفوا أيضا أن حجب هذه الظاهرة باستخدام الأدوية أو بطفرات في جينات رئيسية لهذه العملية، يمكنه أن يضعف الذاكرة في الفئران. ولكن أيا من هذه التجارب لم يظهر بشكل قاطع أن “التقوية طويلة الأمد” هي أساس الذاكرة.
قام فريق من الباحثين بقيادة روبرتو ماليناو، عالم الأعصاب في جامعة كاليفورنيا، سان دييغو، باستخدام الضوء لتنشيط الخلايا العصبية. أدرج الباحثون جين ينتج بروتين حساس للضوء في خلايا دماغ الفئران التي أرادوا دراستها، و باستخدام ألياف بصرية زرعوها في دماغ الفئران، قاموا بتحفيز البروتين بالضوء.
في تجارب الإشراط الكلاسيكي، يقوم الباحثون بتشغيل نغمة محدّدة للحيوان تتبعها صدمة كهربائية. تتعلم الفئران ربط النغمة المحددة بالصدمة الكهربية، و يتجمدون خوفا عندما يسمعون النغمة تحسبا للصدمة. وجد فريق ماليناو أنهم تمكنوا من خلق نفس النوع من الذاكرة باستخدام تقنيات علم البصريات الوراثي optogenetics، من خلال تسليط الضوء على الخلايا العصبية التي تربط بين منطقة المخ المسؤولة عن معالجة الإشارات الصوتية و تلك المسؤولة عن الخوف، ثم صدمة الفئران.
أظهرت نقاط الاشتباك العصبي في الخلايا العصبية، التغيرات الجزيئية التي تميّز “التقوية طويلة الأمد”. لكن لإثبات أن هذه الظاهرة هي المسؤولة عن تشكيل الذاكرة، عمد الباحثون إلى محو الروابط ومن ثم اعادتها من خلال التقوية طويلة الأمد. هذا أيضا تحقق باستخدام الضوء لتنشيط الخلايا العصبية التي تخزّن الذاكرة.
الفئران التي تعرضت لسلسلة محددة من نبضات الضوء أدّت إلى إزالة جزء من ذاكرتها، لم تظهر الخوف المشروط عند سماع النغمة المحددة. يمكن إعادة زرع الخوف في عقول الفئران من خلال نبضات الضوء التي تسبب “التقوية طويلة الأمد”، ومن ثم محوها واعادتها مرة أخرى.
