นักวิทยาศาสตร์ออสเตรียและทีมงานค้นพบกระบวนการการสร้างความจำเชิงพื้นที่ (Spatial Memory) โดยได้แสดงออกมาให้เห็นด้วยภาพแล้ว ในการบวนการเรียนรู้นั้น ข้อมูลใหม่จะถูกส่งต่อไปยังความจำผ่านการประมวลผลและการเข้ารหัสข้อมูลในวงจรประสาท ล่าสุด ศาสตราจารย์จอซเซฟ ซิสซ์วารี จากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งออสเตรีย และเดวิด ดูเพร็ต จากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด ได้ค้นพบกระบวนการใหม่ในเซลล์ประสาทเชื่อมกลางยับยั้ง (inhibitory interneurons) ในสมองส่วนฮิปโปแคมปัสของหนูในขณะที่กำลังสร้างความจำเชิงพื้นที่แล้ว ในกระบวนการเรียนรู้เชิงพื้นที่นั้น พื้นที่จะถูกแทนในสมองส่วนฮิปโปแคมปัสด้วยการเปลี่ยนแปลงการเชื่อมต่อเซลล์ประสาท ศาสตราจารย์จอซเซฟ ซิสซ์วารีและทีมงานได้ศึกษากระบวนการเรียนรู้เชิงพื้นที่ของหนูโดยใช้ระบบเขาวงกตที่ใช้ชีสเป็นตัวล่อ ระบบนี้จะมีหลุมอยู่มากมาย ซึ่งบางหลุมก็จะซ่อนอาหารเอาไว้ โดยการทดลองนี้มีจุดประสงค์เพื่อทดสอบความจำเชิงพื้นที่ ในขณะที่เรียนรู้เส้นทางนั้น สัตว์สามารถเรียนรู้ได้จากตำแหน่งของรางวัล ซึ่งก็คือชีส และในขณะที่หนูหลับนั้น นักวิจัยจะทำการทดสอบว่าหนูจะสามารถเรียกคืนตำแหน่งของรางวัลนั้นได้หรือไม่ โดยในงานวิจัยก่อนหน้า นักวิทยาศาสตร์พบว่า ความจำเกี่ยวกับพื้นที่จะถูกเข้ารหัสและเก็บเอาไว้ในสมองส่วนฮิปโปแคมปัสด้วยการเปลี่ยนแปลงเซลล์ปิรามิดประสาทเร้าที่มีชื่อว่า "เซลล์สถานที่"

เซลล์สถานที่จะมีสัญญาณเมื่อสัตว์เดินทางมาถึงตำแหน่งนั้นๆ โดยปกติแล้ว เซลล์สถานที่จะมีสัญญาณเสมอเมื่อมาถึงสถานที่เดิมในสิ่งแวดล้อมหนึ่งๆ แต่อย่างไรก็ตาม ในขณะที่กำลังเรียนรู้เชิงพื้นที่นั้น ตำแหน่งของเซลล์ที่จะเกิดสัญญาณก็สามารถเปลี่ยนแปลงไปได้เช่นกัน ทั้งนี้ก็เพื่อเข้ารหัสเก็บข้อมูลของตำแหน่งที่รางวัลอยู่ และสุดท้าย จะก่อตัวขึ้นมาเป็น แผนที่ความทรงจำ

ในการศึกษาครั้งล่าสุดนั้น นักวิจัยทำการศึกษาระยะเวลาของการสร้างแผนที่
ดังกล่าว โดยแสดงให้เห็นว่า ในช่วงที่เรียนรู้เชิงพื้นที่นั้น แผนที่เซลล์ประสาทปิรามิดที่แทนตำแหน่งใหม่และเก่าของรางวัลนั้นสามารถสั่นไหวได้โดยในตอนแรก แผนที่เก่าและแผนที่ใหม่จะผันผวน เพราะสัตว์จะไม่แน่ใจว่าการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งเป็นแบบชั่วคราวหรือถาวร และในขั้นตอนต่อมา แผนที่ใหม่จะเริ่มชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆ นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาวงจรเซลล์ประสาทเชื่อมกลางยับยั้งเพื่อการเรียนรู้ด้วย โดยพบว่า เซลล์ประสาทเชื่อมกลางที่เชื่อมระหว่างเซลล์ปิรามิดจะเปลี่ยนแปลงอัตราการส่งสัญญาณในขณะที่สร้างแผนที่ความจำและจะสั่นไหว โดยบางเซลล์จะส่งสัญญาณถี่ขึ้น บางเซลล์จะส่งสัญญาณถี่ลง การเปลี่ยนแปลงเซลล์ประสาทเชื่อมกลางนี้จะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อตอนเรียนรู้เท่านั้น จะไม่เกิดขึ้นเลยในขณะที่นอนหลับหรือเรียกความจำกลับมาใช้ใหม่

นักวิทยาศาสตร์ยังได้แสดงให้เห็นด้วยว่า การเปลี่ยนแปลงอัตราการส่งสัญญาณดังกล่าวเกิดจากการเปลี่ยนแปลงการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ปิรามิดกับเซลล์ประสาทเชื่อมกลาง โดยเมื่อเซลล์ปิรามิดเป็นส่วนหนึ่งของแผนที่ใหม่ การเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทเชื่อมกลางที่แข็งแรงขึ้นจะส่งผลทำให้อัตราการส่งสัญญาณของเซลล์ประสาทเชื่อมกลางเหล่านี้ชัดเจนมากขึ้นไปอีก ในทางกลับกัน เมื่อเซลล์ปิรามิดไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของแผนที่ใหม่ การเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทเชื่อมกลางที่อ่อนแอลงขึ้นจะส่งผลทำให้อัตราการส่งสัญญาณของเซลล์ประสาทเชื่อมกลางเหล่านี้ลดลงไป ซึ่งการเพิ่มขึ้นและลดลงของอัตราการส่งสัญญาณนี้เป็นผลดีต่อการเรียนรู้ ก่อให้เกิดความยืดหยุ่นระหว่างเซลล์ปิรามิดและการควบคุมจังหวะเวลาในขณะที่มันส่งสัญญาณ

นักวิจัยยังเผยด้วยว่า ไม่เพียงแต่เซลล์ประสาทเร้าเท่านั้นที่ปรับพฤติกรรมของตัวเองและก่อให้เกิดความเปลี่ยนแปลงในขณะที่เรียนรู้ แต่ในวงจรเซลล์ประสาทเชื่อมกลางยับยั้งก็มีการเปลี่ยนแปลงเช่นเดียวกัน โดยนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า เซลล์ประสาทเชื่อมกลางยับยั้งน่าจะมีความเกี่ยวข้องกระบวนการ"เลือกแผนที่" นั่นคือ การทำให้แผนที่หนึ่งโดดเด่นกว่าแผนที่หนึ่ง ซึ่งก็คือการเรียนรู้แผนที่ใหม่ให้ลบล้างแผนที่เก่าออกไปนั่นเอง และทั้งหมดนี้ก็คือ หลักการที่ว่า ข้อมูลถูกเข้ารหัสและจัดเก็บอยู่ในสมองได้อย่างไร


ขอขอบคุณบทความจาก วิชาการ.คอม