گفت‌وگو با پژوهشگر آلمانی درباره کشف سازوکار عصبیِ گم‌کردن مسیر، تحت تاثیر کورتیزول

دانشمندان سال‌هاست می‌دانند که استرس بر تفکر، حافظه و رفتار اثر می‌گذارد؛ اما این‌که دقیقا چگونه هورمون‌های استرس مدار‌های عصبی مسئول جهت‌یابی را مختل می‌کنند، تاکنون به‌روشنی مشخص نشده بود. اکنون مطالعه‌ای که در نشریه معتبر PLOS Biology منتشر شده، نشان می‌دهد افزایش حاد کورتیزول می‌تواند مستقیما سامانه شبکه‌مانند سلول‌های عصبی در قشر «خیشومی» (Entorhinal Cortex) را که پایه «یکپارچه‌سازی مسیر» و جهت‌یابی فضایی است، تضعیف کند.

در این پژوهش، ۴۰ مرد سالم در دو جلسه جداگانه_یک بار پس از دریافت ۲۰ میلی‌گرم کورتیزول و بار دیگر پس از دریافت دارونما_در یک محیط مجازی تحت اسکن «اف‌ام‌آرآی» یا تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی به انجام تکلیف جهت‌یابی پرداختند. نتایج نشان داد شرکت‌کنندگانی که کورتیزول دریافت کرده بودند، هنگام بازگشت به نقطه شروع خطا‌های بسیار بزرگ‌تری مرتکب شدند. همزمان، تصویربرداری مغزی نشان داد الگوی منظم و شبکه‌مانند فعالیت سلول‌های جهت‌یاب در قشر انتوراینال تضعیف شده است. این الگو که به‌طور طبیعی ساختاری شش‌ضلعی شبیه شبکه مختصات دارد، پس از دریافت کورتیزول بسیار کم‌وضوح‌تر شد و در محیط‌های فاقد نشانه‌های ثابت تقریبا از کار افتاد.

در مقابل، افزایش فعالیت در هسته دم‌دار نشان داد مغز احتمالا می‌کوشد از راهبرد‌های جایگزین و عادت‌محور برای جبران اختلال استفاده کند.

این یافته‌ها نه‌تنها سازوکاری دقیق برای اثر استرس بر جهت‌یابی ارائه می‌کنند، بلکه به دلیل آن‌که قشر انتوراینال از نخستین نواحی درگیر در بیماری آلزایمر است، اهمیت دوچندان دارند، هرچند پژوهشگران تأکید می‌کنند که مطالعه حاضر به یک اختلال موقت و برگشت‌پذیر در مغز‌های سالم پرداخته و نباید به‌طور مستقیم با زوال عقل همسان تلقی شود.

برای بررسی ابعاد این کشف و پیامد‌های آن، خبرنگار «آگاهتک» با دکتر «عثمان آکان» (Osman Akan)، پژوهشگر دپارتمان روان‌شناسی شناختی دانشگاه «رور بوخوم» آلمان (Ruhr-Universität Bochum, RUB) و نویسنده اصلی این پژوهش، گفت‌و‌گو کرده است. او به همراه همکارانی از حوزه عصب‌روان‌شناسی و بیمارستان دانشگاهی هامبورگ-اپندورف، با بهره‌گیری از صویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی این پژوهش را انجام داده‌اند. در ادامه، مشروح این گفت‌و‌گو را می‌خوانید.

دکتر عثمان آکان

برای خوانندگان غیرمتخصص، پیام جدید اصلی پژوهش شما فراتر از این ایده کلی که استرس بر تفکر و رفتار اثر می‌گذارد، چیست؟

نوآوری این پژوهش در این است که ما یک آسیب‌پذیری زیستی و محاسباتی دقیق را شناسایی کردیم. ما نشان دادیم که افزایش حاد هورمون استرس، کورتیزول، مستقیما سامانه مختصات عصبی شش‌ضلعی و شبکه‌مانندی را که مغز برای ردیابی موقعیت خود در فضا استفاده می‌کند، مختل می‌کند. این موضوع بحث را از گزاره کلی «استرس حافظه را مختل می‌کند» به «استرس GPS درونی مغز را تخریب می‌کند» منتقل می‌کند.

 یافته‌های شما نشان می‌دهد کورتیزول بازنمایی‌های شبکه‌مانند (Grid-like) را در قشر «خیشومی» (Entorhinal Cortex) مختل می‌کند. چگونه نقش این سامانه مغزی را در جهت‌یابی روزمره به زبان ساده توضیح می‌دهید؟

قشر «خیشومی») انتوراینال (را به‌عنوان پیشرفته‌ترین دستگاه ردیابی درونی تصور کنید. درون آن، نورون‌های تخصص‌یافته‌ای به نام سلول‌های شبکه‌ای در سراسر محیط با الگویی منظم فعال می‌شوند. هنگامی که راه می‌روید، مغز گام‌ها را می‌شمارد و چرخش‌ها را ثبت می‌کند و حرکت فیزیکی شما را با این خطوط شبکه‌ای مجازی تطبیق می‌دهد. به این ترتیب می‌دانید نسبت به نقطه شروع در کجا قرار دارید، حتی اگر نتوانید آن نقطه را ببینید. قشر انتوراینال هسته احتمالی این فرآیند است که «یکپارچه‌سازی مسیر» (Path Integration) نامیده می‌شود.

شرکت‌کنندگان پس از دریافت کورتیزول عملکرد ضعیف‌تری داشتند و الگوی فعالیت شبکه‌ای در «تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی» (fMRI) نیز کم‌وضوح‌تر شد. این دو یافته تا چه اندازه به هم مرتبط هستند؟

این ارتباط قانع‌کننده است؛ اما به ظرافت علمی نیاز دارد. در داده‌های fMRI مشاهده کردیم که وقتی سطح کورتیزول بالا بود، تقارن ۶۰ درجه‌ای (شش‌ضلعی) سیگنال شبکه‌ای به‌طور قابل‌توجهی تضعیف شد. دقیقا در همان زمان، شرکت‌کنندگان در ردیابی موقعیت خود (یعنی در یکپارچه‌سازی مسیر) دقت کمتری داشتند. گرچه در fMRI نمی‌توان رابطه مستقیم و لحظه‌به‌لحظه میان افت سیگنال شبکه‌ای و کاهش دقت جهت‌یابی را با قطعیت اندازه‌گیری کرد، همزمانی این دو تغییر به‌شدت نشان می‌دهد که تضعیف نقشه فضایی مغز علت اصلی سردرگمی رفتاری بوده است.

اختلال به‌ویژه در محیط‌های فاقد نشانه‌های ثابت شدید بود. آیا این نشان می‌دهد استرس زمانی مخرب‌تر است که مغز ناچار است بیشتر به نقشه درونی خود تکیه کند تا نشانه‌های بیرونی؟

برداشت شما کاملا درست است. وقتی با نشانه‌های برجسته محیطی مانند برج یک کلیسا یا قله یک کوه مسیریابی می‌کنید، مغز می‌تواند موقعیت خود را به‌طور مداوم با استفاده از سرنخ‌های دیداری بیرونی بازتنظیم کند. اما وقتی این نشانه‌ها ناپدید می‌شوند؛ مثلا در مه غلیظ، بیابان، یا شبکه‌ای از خیابان‌های یکسان—مغز باید کاملا به نقشه درونی خود تکیه کند و فاصله و جهت را مستقلانه محاسبه کند. داده‌های ما نشان می‌دهد که کورتیزول به طور انتخابی این محاسبه درونی را هدف قرار می‌دهد. استرس عملا قطب‌نمای درونی شما را از میان می‌برد و شما را به‌شدت وابسته به نشانه‌های بیرونی می‌سازد.

شما افزایش فعالیت هسته دم‌دار (Caudate nucleus) را نیز مشاهده کردید. آیا این را نشانه‌ای از تلاش مغز برای جبران از طریق راهبرد‌های جایگزین می‌دانید؟

این یکی از فرضیه‌های ماست. هسته دم‌دار به‌شدت در راهبرد‌های مسیریابی مبتنی بر عادت یا وابسته به نشانه‌های ثابت (مثلا «کنار کافی‌شاپ به راست بپیچ») دخیل است. زمانی که کورتیزول سامانه پیچیده و انعطاف‌پذیر شبکه‌ای در قشر «خیشومی» را مختل کرد، افزایش فعال‌سازی در هسته دم‌دار را مشاهده کردیم. این وضعیت بسیار شبیه تلاش مغز برای تغییر راهبرد است؛ گویی وقتی نقشه درونی و انعطاف‌پذیر آن دچار اختلال می‌شود، به یک راهبرد مبتنی بر حفظ کردن مسیر به‌صورت مرحله‌به‌مرحله روی می‌آورد تا از عهده جهت‌یابی برآید.

با توجه به اینکه قشر انتوراینال از نخستین نواحی درگیر در آلزایمر است، خوانندگان چگونه باید اهمیت گسترده‌تر یافته‌ها را بدون اغراق درباره ارتباط مستقیم با زوال عقل درک کنند؟

در اینجا احتیاط بسیار ضروری است. قشر «خیشومی» (انتوراینال) یکی از نخستین نواحی مغز است که در بیماری آلزایمر دچار آسیب ساختاری و تجمع غیرطبیعی پروتئین تاو می‌شود و سردرگمی فضایی نیز از علائم اولیه شناخته‌شده این بیماری است. با این حال، مطالعه ما به یک اختلال شیمیایی موقت و برگشت‌پذیر ناشی از افزایش حاد کورتیزول در مغز‌های سالم پرداخته است. پیام اصلی این است: خوانندگان نباید تصور کنند که یک روز پراسترس موجب زوال عقل می‌شود. بلکه باید این یافته را دریچه‌ای بدانند برای فهم اینکه همین ساختار آسیب‌پذیر چگونه به انواع مختلف فشار واکنش نشان می‌دهد و اینکه چرا محافظت از این ناحیه در برابر فشار‌های مزمن متابولیک یا استرسی در طول زندگی برای سلامت شناختی حیاتی است.

محدودیت‌های اصلی مطالعه چیست؛ به‌ویژه با توجه به اینکه شامل ۴۰ مرد سالم بود و از کورتیزول تجویز‌شده آزمایشگاهی استفاده شد، نه استرس مزمن واقعی زندگی؟

نخست اینکه ما یک دوز خوراکی کورتیزول تجویز کردیم تا تأثیر اختصاصی این هورمون را جدا کنیم؛ اما این وضعیت کاملاً مشابه «ترکیب پیچیده‌ای از مواد شیمیایی» نیست که در شرایط استرس شدید عاطفی یا استرس مزمن واقعی آزاد می‌شود.

دوم اینکه این مطالعه فقط روی مردان جوان سالم انجام شد. پژوهش‌های مربوط به هورمون‌ها و طراحی آزمایش‌های fMRI معمولا با ملاحظات روش‌شناختی خاصی روبه‌رو هستند و به همین علت این نمونه پژوهشی به مردان محدود شده بود؛ بنابراین نمی‌توان بدون بررسی مستقیم نتیجه گرفت که همین الگو دقیقاً با همین شدت در زنان یا افراد مسن نیز رخ می‌دهد.

مهم‌ترین گام بعدی این مسیر پژوهشی چیست؛ بررسی زنان، افراد مسن، استرس مزمن یا افراد در معرض خطر افت شناختی؟

اگر مجبور باشم اولویت‌بندی کنم، گام بعدی فوری باید بررسی زنان (و در نتیجه تفاوت‌های جنسی) و همچنین گروه‌های سنی بالاتر باشد.

ویژگی‌های پویایی کورتیزول، واکنش به استرس و حتی راهبرد‌های پایه مسیریابی، ارتباط نزدیکی با هورمون‌های جنسی مانند استروژن و پروژسترون دارند.

برای ساختن مدلی واقعا قابل تعمیم از استرس و سلامت شناختی، ضروری است پیش از آنکه این یافته‌ها را به گروه‌های بالینی در معرض خطر زوال عقل منتقل کنیم، مشخص شود این پویایی‌ها چگونه در پروفایل‌های هورمونی مختلف عمل می‌کنند.

انتهای خبر/256812/