یادگیری اطلاعات ناوبری دقیق باعث تغییرات مغز هیپوکمپ می شود

پانزده سال پیش، یک مطالعه نشان داد که مغز رانندگان کابین لندن در هیپوکامپ، ناحیه مغز مرتبط با ناوبری افزایش یافته است. اما سوالات همچنان ادامه داشت: آیا تجربه مرور سیستم های پیچیده لندن خیابان ها مغز خود را تغییر داد، یا تنها افرادی که دارای هیپوکمپ های بزرگ بودند موفق به تبدیل شدن به رانندگان کابین شدند؟

اکنون دانشمندان دانشگاه Carnegie Mellon مشخص کرده اند که یادگیری اطلاعات ناوبری دقیق باعث تغییرات مغز هیپوکمپ می شود. منتشر شده در NeuroImage ، Tim Keller و Marcel Just نشان می دهد که آموزش هدایت مختصر یک بافت مغزی را تغییر می دهد و نحوه تغییر بافت را با دیگر ناحیه های مغز مرتبط با ناوبری ارتباط می دهد. یافته ها یک ارتباط حیاتی بین تغییرات ساختاری و عملکرد مغزی ایجاد می کنند که در یادگیری فضایی اتفاق می افتد. آنها همچنین نشان می دهند که تغییرات مربوط به نحوه همکاری فعالیت های عصبی - یا ارتباطات - بین هیپوکامپ و دیگر مناطق است که برای درک و یادگیری ناوبری مهم هستند.

کلر، یکی از محققان ارشد پژوهشی در بخش روانشناسی و مرکز CMU، گفت: "هیپوکمپ مدت هاست شناخته شده است که در یادگیری فضایی دخیل است، اما اخیرا امکان سنجی تغییرات در بافت های مغزی انسان وجود داشته است؛ زیرا سیناپس ها در طول یادگیری تغییر کرده اند." برای تصویربرداری مغز شناختی (CCBI). "یافته های ما درک بهتری از تغییرات هیپوکمپ و نحوه ارتباط آنها در ارتباط با شبکه ای از زمینه های درگیر در یادگیری و ارائه نقشه های شناختی از جهان اطراف ما را فراهم می سازد."

برای بررسی چگونگی تغییر هیپوکامپ، کلر و جاستین، 28 جوان جوان را با تجربه کم تجربه بازی های ویدئویی اقدام به کار گرفتند. برای 45 دقیقه، شرکت کنندگان یک بازی شبیه سازی رانندگی را بازی کردند. یک گروه 20 بار در طول مسیر مشابه حرکت کرد. گروه کنترل برای همین مدت زمان، اما در طول 20 مسیر مختلف. قبل و بعد از هر جلسه تمرین هر مغز شرکت کننده با استفاده از تصویربرداری با وزن مخصوص (DWI)، که جنبش مولکولی آب را در مغز و تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI)، که فعالیت مغز را تحلیل می کند، اسکن می شود.

محققان دریافتند که گروهی که مسیر مشابهی را - و همچنین گروه یادگیری فضایی - به سرعت انجام داد، در تکمیل کار رانندگی بیش از گروه تمرین در مسیرهای مختلف، نشان داد که آنها چیزی خاص درباره طرح فضایی محیط مجازی گروه یادگیری فضایی نیز توانایی خود را برای سفارش یک دنباله ای از تصاویر تصادفی گرفته شده در امتداد مسیر و برای رسم نقشه دو بعدی نشان دادند.

داستان های مربوطه

• حمایت اجتماعی هدفمند، مناطق مغزی را که در مراقبت از والدین دخیل هستند، فعال می کند
• محققان موتور، اثرات شناختی DBS در بیماران مبتلا به بیماری پارکینسون را مطالعه می کنند
• کارشناسان در مورد پتانسیل حفظ عملکرد شناختی از طریق مصرف غذا صحبت می کنند

مهمتر از همه، تنها گروه یادگیری فضایی، تغییرات ساختاری مغز را در بخش یادگیری فضایی هیپوکامپ، دندانهای چپ خلفی دندانی نشان دادند. در هماهنگ سازی فعالیت - و یا اتصال به عملکرد - افزایش یافته است بین این منطقه و دیگر مناطق قشر در شبکه مناطق مغز مسئول شناخت فضایی. و مقدار تغییر ساختاری به طور مستقیم به میزان بهبود رفتاری هر فردی که بر روی وظیفه نشان داده بود، مرتبط بود.

کرج

Just، پروفسور روانشناسی دانشگاه DO HEB در دانشکده علوم انسانی و علوم اجتماعی دیتریش و گفت: "کشف جدید این است که تغییرات میکروسکوپی در هیپوکامپ با تغییرات سریع در ساختار ارتباط با بقیه مغز همراه است." مدیر CCBI. "ما هیجان زده هستیم که این نتایج نشان می دهد که چه چیزی ممکن است به عنوان یک نتیجه از یادگیری مجدد سیم کشی باشد. ما در حال حاضر می دانیم که حداقل برای این نوع یادگیری فضایی، کدام ناحیه ساختار خود را تغییر می دهد و چگونه ارتباط آن با بقیه مغز."

این اولین پیشرفت تحقیق مغز نیست که در Carnegie Mellon رخ دهد. CMU محل تولد هوش مصنوعی و روانشناسی شناختی است و در زمینه مطالعه مغز و رفتار بیش از 50 سال رهبر بوده است. محققان دانشگاهی برخی از نخستین مطالعات ذهنی را با استفاده از fMRI انجام داده اند، برخی از اولین آموزگاران شناختی را ایجاد کرده اند، به توسعه ی Watson برنده شوک آور کمک کرده اند، یک برنامه دکترای علمی مبتنی بر محاسبات عصبی را ایجاد کرده اند و کار پیچیده ای را در فهم پایه بیولوژیکی اوتیسم. CMU بر پایهی نقاط قوت خود در زمینه زیست شناسی، علوم رایانه، روانشناسی، آمار و مهندسی، BrainHub را راه اندازی کرد که ابتکار عمل را بر اساس چگونگی ساختار و فعالیت مغز باعث رفتارهای پیچیده شده است.