ახალი სინაფსები, რომლებიც წარმოიქმნება დამახსოვრების და დასწავლისას, ცდილობენ განთავსდნენ ერთმანეთთან ახლოს და წარმოქმნიან კლასტერ-კუნძულს, რომლის საზღვრებშიც, იჭერენ და ხელს უწყობენ ერთმანეთს.

დასწავლა და დამახსოვრება ხდება ნერვულ უჯრედებს შორის კავშირის დამყარების ხარჯზე: ახალი სინაფსების მეშვეობით წარმოიქმნება ახალი ნეირონული ჯაჭვი, რომლებშიც თავსდება შემოსული ინფორმაცია. ახლა ახალ სინაფსებისა და დასწავლის კავშირი ერთი და იგივე ადგილი გახდა. მაგრამ როგორ ხდება ახალი კავშირების წარმოქმნა, რა კანონზომიერებას ექვემდებარება? მეცნიერებმა სანტა-კრუზში კალიფორნიის უნივერსიტეტიდან (ა.შ.შ) სცადეს ამ კითხვაზე პასუხის გაცემა.

წინათ ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენეს, რომ მოძრაობითი აქტივობა, მოტორული ქერქის ნეირონებში წარმოშობს ე.წ დენდრიტულ ეკლებს, განსაკუთრებულ წარმონაქმნებს, რომლების საბოლოოდ გარდაიქმნებიან სინაფსებად. ახლა მეცნიერებმა უკვე გააანალიზეს მოტორული ქერქში, სინაფსები ციკლის მიმდინარეობა დასწავლისას.

თაგვებს, იმისთვის რომ საკვები მიეღოთ, ყოველ ჯერზე ერთი და იგივე მანიპულაცია უნდა შეესრულებინათ. მკვლევარები დააკვირდნენ რა ამ პროცესში წარმოქმნის სინაფსებს, აღმოაჩინეს, რომ დასწავლის პროცესში ყოველი მომდევნო სინაფსი ფორმირდება მის წინამორბედთან მაქსიმალურად ახლოს. ანუ დამახსოვრებას თან მოყვება სინაფსების კლასტერიზაცია; ნეირონთაშორისი კონტაქტების დაახლოებით მესამედი წარმოქმნის ასეთ სინაფსურ კუნძულებს. აღსანიშნავია ისიც, რომ ასეთი სინაფსები, რომლებიც იმყოფებიან კლასტერის ფარგლებში, არიან უფრო გრძელვადიანები, ვიდრე ისინი, რომლების ფორმირებაც “მეზობლებისგან” შორს მოხდა.

ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნებულ სტატიაში, ავტორები წერენ, რომ მეზობელ დენდრიტულ ეკლებს, სინაფსების წინაპრებს, შეუძლიათ ერთმანეთის “ხელშეწყობა”: თუ ერთი ეკლის გვერდით წარმოიშობა მეორე, ამ შემთხვევაში პირველი კიდევ უფრო იზრდება ზომაში. ანუ კლასტერიზაცია ხელს უწყობს დამახსოვრების პროცესისათვის მზაობას და ქმნის მყარი კავშირების საფუძველს. ასევე მეცნიერები აღნიშნავენ ასეთი ტიპის კლასტერების მაღალ სპეციალიზაციას. ექსპერიმენტის მსვლელობისას ცვლიდნენ პირობებს: თაგვებს, საკვები სხვა მოძრაობით უნდა მოეპოვებინათ, ანუ იმისგან განსხვავებულით, რომლითაც იპოვებდნენ მანამდე. ამ შემთხვევაში ძველ მოტორულ მასალაზე ჩამოყალიბებული სინაფსების კლასტერები გამოუსადეგარები ხდებოდნენ: მათ ადგილას მოდიოდნენ ახლები, რომლებიც მოტორიკის უკვე ახალ სურათს შეესაბამებოდნენ. საბოლოოდ კლასტერიზაცია წარმოიქმნა სწორედ იმ პირობებში, როდესაც თაგვებს დავალება გაამეორებინეს. თუ თაგვებს საჭმლის ყოველ ჯერზე ახლებურად ამოღება უწევდათ, მაშინ დენდრიტული ეკლები და სინაფსები არ წარმოქმნიდნენ არანაირ კუნძულებს, მათი მხოლოდ მცირედი ნაწილი მიიწევდა ერთმანეთისაკენ. ანუ კლასტერიზაცია შეინიშნებოდა, მხოლოდ მიზანმიმართული სწავლების პროცესისას, ერთი და იგივე მოძრაობების გამეორების დროს.

ნათელია, რომ დამახსოვრების წარმატებულობა დამოკიდებულია სინაფსების კლასტერიზაციაზე, მაგრამ, მაგალითად რამდენად ხშირადაა საჭირო დასასწავლი მოქმედების გამეორება, იმისთვის, რომ წარმოიქმნას სუსტი კლასტერი, ეს მკვლევარებმა ჯერ-ჯერობით არ იციან. სინაპტიკურ კლასტერებზე სამუშაოები გაგრძელდება და არ არის გამორიცხული, რომ ნეიროფიზიოლოგების შრომები გამოყენებას ჰპოვებს პედაგოგიურ მეცნიერებებშიც.

გამოყენებულია სანტა-კრუზში კალიფორნიის უნივერსიტეტის მასალები.

ზამთარში ჩვენ უფრო ხშირად ვამთქნარებთ ვიდრე ზაფხულში. როგორც მეცნიერები თვლიან, ეს არის იმის დამადასტურებელი, რომ მთქნარება ტვინის თერმორეგულაციას უწყობს ხელს.

გასაკვირია, მაგრამ დღემდე არ არსებობს, დადასტურებული თეორია, იმაზე, თუ რატომ ამთქნარებს ადამიანი ან ცხოველი. რამდენიმე ათწლეულების განმავლობაში მკვლევარები გამოთქვამდნენ სხვადასხვა მახვილგონივრულ ჰიპოთეზებს, მაგრამ თითქმის არცერთ მათგანს არ ჰქონდა ექსპერიმენტული დადასტურება. ახალი თეორია, რომელიც პრინსტონის უნივერსიტეტის (ა.შ.შ) მეცნიერებმა წარმოადგინეს, ჯობია მის წინამორბედებს თუნდაც იმით, რომ გამყარებულია ექსპერიმენტული მონაცემებით და სტატისტიკით.

როგორც ენდრიუ გალანი და ომარ ელდაკარი ამტკიცებენ, ბიოლოგიურად მთქნარების აზრი მდგომარეობს ტვინის თერმორეგულაციაში. წინასწარმა გამოკვლევებმა ვირთხებში აჩვენა, კავშირი მთქნარების სიხშირესა და ტვინის ტემპერატურას შორის. გაგრილება ამ შემთხვევაში ორი მიზეზის გამო შეიძლება ხდებოდეს: პირველ რიგში, დამთქნარება თავში სისხლის ცირკულაციას აძლიერებს ყბის კუნთების მუშაობის ხარჯზე; მეორე, გაგრილებას ხელს უწყობს პირის ღრუდან შემოსული ცივი ჰაერის ნაკადი. თუ ყველაფერი მართლაც ასეა, მაშინ სითბოში ცხოველები ნაკლებად უნდ ამთქნარებდნენ, ვიდრე სიცივეში.

მკვლევარებმა ეს თეორია უკვე არა ცხოველებზე არამედ ადამიანებზეც შეამოწმეს; ხოლო თავისი სამუშაოს შედეგები გამოაქვეყნეს ჟურნალ Frontiers in Evolutionary Neuroscience. მეცნიერები აფასებდნენ გამვლელების მთქნარების სიხშირეს, მათ შეამოწმეს ოთხმოცი ადამიანის მთქნარების სიხშირე ზამთარში და შემდეგ ზაფხულში. ზაფხული ტემპერატურა ოდნავ აღემატებოდა ადამიანის სხეულის ტემპერატურას, ჰაერის ნესტიანობა იყო დაბალი; ზამთრის ტემპერატურა საშუალოდ შეადგენდა 21 ˚C, ხოლო ჰაერის ნესტიანობა იყო მაღალი.

აღმოჩნდა, რომ წელიწადის დროს მართლაც აქვს მნიშვნელობა. თუ ჰაერის ტემპერატურა დაკლებულია, ჩვენ ვამთქნარებთ უფრო ხშირად, იმ ფაქტორების გათვალისწინებით, როგორიცაა ჰაერის ნესტიანობა, მანამდე რამდენი ხანი ეძინა ეძინა ადამიანს და რამდენი ხანი არ იყო სახლში. ზამთარში ექსპერიმენტში მონაწილეების თითქმის ნახევარი ამთქნარებდა ხოლო ზაფხულში —  მხოლოდ მეოთხედი. მეტიც, რაც მეტი ადამიანი ატარებდა ზაფხულში დროს გარეთ მით მეტად იკლებდა მთქნარების ინტენსივობა. მონაწილეების დაახლოებით 40% ამთქნარებდნენ სახლიდან გასვლიდან პირველივე წუთებში, მაგრამ მალევე მთქნარება მხოლოდ 10% -მა გააგრძელა. ზამთარში ყველაფერი პირიქით იყო, თუმცა მთქნარების სიხშირე არ იზრდებოდა იმდენად, რამდენადაც ის კლებულობდა ზაფხულში.

ეს, არის პირველი ნამუშევარი, რომელშიც დადგენილია კავშირი წელიწადის დროებსა და ჩვენს მთქნარებისადმი მიდრეკილებასთან. ამას გარდა , თუ ჰიპოთეზა მთქნარების თერმორეგულირების როლზე მართალია, ეს შესაძლოა გახდეს დამატებითი სადიაგნოსტიკო საშუალება, ცენტრალური ნერვული სისტემის რიგირ დარღვევებისას, რომლებსაც თან ახლავს ტვინში სისხლმოქცევის დარღვევა.

გამოყენებულია პრინსტონის უნივერსიტეტის მასალები.