أظهرت دراسات أجريت حديثاً أنّ بعض أنواع التعلم البصري تترسخ في الدماغ أثناء ساعات النوم.

هل تذكرون ملصقات "العين السحرية" التي انتشرت في تسعينات القرن الماضي؟ عند استرخاء العينين، تبرز صورة ثلاثية الأبعاد تُظهر دلفيناً أو علامة "يين يانج" أو سمك قرش، من تلك الهياكل المغطاة بالنقاط الدقيقة.

ويعتبر تحسن القدرة على رؤية هذه الصور ثلاثية الأبعاد مثالاً على تعلم الإدراك البصري. ولقد توصل باحثون قاموا بمجموعة من الدراسات على الفئران إلى استنتاج أنّ هذا التعلم يترسخ في الدماغ خلال الجزء الأعمق من ساعات النوم، أو ما يُسمّى بنوم الموجة البطيئة.

“Magic Eye” image generated from text. (Credit: U. Michigan)

وتقول مؤلفة الدراسة سارة أتون، بروفيسور مساعد في البيولوجيا الجزيئية والخلوية والتنموية في جامعة ميشيغان: "عندما نرى شيئاً ترسل شبكية العين الصورة إلى المهاد في الدماغ، حيث تقوم الخلايا العصبية بترحيل المعلومات البصرية الأساسية إلى القشرة البصرية لمعالجتها".

وعندما يكون الدماغ مستيقظاً، تنشط الخلايا العصبية في المهاد والقشرة باطراد لتبادل المعلومات البصرية بينهما، لكن أثناء النوم العميق، تنبض هذه الخلايا العصبية ثم تتوقف بشكل متزامن وإيقاعي.

كما يوجد كذلك اتصال في الاتجاه المعاكس بين القشرة البصرية والمهاد، مما يشكل حلقة من التواصل بين الطرفين.

وأظهرت تجربة سابقة في مختبر أتون أنّه بعد تعريض الفئران لنوع جديد من التجارب البصرية والسماح لها بالنوم، فقد نشطت الخلايا العصبية في القشرة عند رؤية المحفزات مرة أخرى. لكنّ الاختبار أظهر أيضاً أنّ الدماغ يحتاج إلى النوم لإحداث تغييرات في القشرة، ولذلك لم تحدث تغييرات في القشرة عند حرمان هذه الفئران من النوم بعد التجربة.

إيقاع مضطرب

وتتساءل أتون: "ما الذي كان ليحدث لو قاطعنا هذا النمط من النشاط دون إيقاظ هذه الحيوانات؟ إن النتيجة الأهم التي توصلنا إليها في هذه الدراسة أنّه في حال عطلنا التواصل بين القشرة والمهاد خلال نوم الموجة البطيئة، فإنّ ذلك سيعطّل إيقاع الموجة البطيئة واللدونة في القشرة البصرية".

وعمل الباحثون على إيقاف الخلايا العصبية في القشرة البصرية التي تكمل "حلقة" إرسال المعلومات إلى المهاد، خلال فترة النوم أو اليقظة الطبيعيتين لدى الفئران. وعلى الرغم من أنّ ذلك لم يوقظ الفئران من النوم، إلاّ أنّه سيمنعهم من المحافظة على أنماط متناسقة من النشاط بين الهيكلين خلال نوم الموجة البطيئة.

بحسب أتون، فإن تعطل الاتصال بين القشرة والمهاد خلال أي حالة سلوكية أخرى مثل اليقظة أو نوم حركة العين السريعة فإنّ ذلك لن يؤثر على لدونة القشرة البصرية المعتمد على النوم.

وتقول أتون: "إذا تعطلت هذه الأنماط التذبذبية خلال نوم الموجة البطيئة، سيظهر عجز في التواصل. لذلك، نعتقد أنّكم بحاجة إلى هذه الموجات الكبيرة من النشاط للحصول على هذه الفائدة المكتسبة من النوم العميق".

إذاً، ما أهمية هذه الموجات؟

عملت جاكلين دوركين، المؤلفة الرئيسية وطالبة دكتوراه في مختبر أتون، على دراسة تسجيلات لجزء من المهاد يسمى بالنواة الجينيكولية الجانبية، الذي يعالج المعلومات البصرية، والقشرة البصرية عند الفئران. وتتبعت دوركين نشاط الخلايا العصبية في هذين الجزئين خلال تعرض الفئران لأنماط من المحفزات البصرية، وتابعت تحركها لساعات النوم التي تلت التحفيز.

وفي هذا الإطار، تقول أتون: "شهدنا خلال الاختبارات التي أجريت على الفئران أثناء التجربة البصرية، تغييرات سريعة في الخلايا العصبية في المهاد، على عكس القشرة البصرية التي لم تشهد أي تغييرات. ويبدو أنّ هذه الموجات قادرة على نقل المعلومات من المهاد إلى القشرة أثناء النوم الذي تلا التحفيز، وأنّ هذه المعلومات تعكس ما شاهده الحيوان للتو قبل النوم".

ويخطط الباحثون في الخطوة القادمة لاختبار أنواع المعلومات التي يمكن نقلها بهذه الطريقة، وتحديد الكيفية المحددة لنقل المعلومات إلى القشرة بواسطة الخلايا العصبية المهادية، كما يأملون أن يتمكنوا من اختبار مدى تأثر الإدراك البصري والذاكرة البصرية عند الفئران باللدونة المعتمدة على النوم.