کشف نقش حیاتی آستروسیتها در ذخیره حافظه، میتواند انقلابی در شناخت مغز، درمان بیماری آلزایمر و توسعه هوش مصنوعی ایجاد کند.
برای سالها، تصور غالب این بود که نورونها تنها بازیگران اصلی حافظه و پردازش اطلاعات در مغز هستند. اما پژوهشی تازه، این باور قدیمی را زیر سؤال برده و توجه را به نوعی دیگر از سلولهای مغزی جلب کرده است: آستروسیتها؛ سلولهایی ستارهمانند که تا امروز بیشتر نقشهای پشتیبانی به آنها نسبت داده میشد.
در مطالعهای که بهتازگی در نشریه علمی PNAS منتشر شده، دانشمندان نشان دادهاند که آستروسیتها ممکن است نقشی کلیدی در توانایی خارقالعاده مغز برای ذخیرهسازی اطلاعات ایفا کنند؛ نقشی که تا پیش از این نادیده گرفته شده بود. بر پایه یافتههای این تحقیق، این سلولها دارای شبکههای پیچیدهای هستند که میتوانند اطلاعات را شناسایی، پردازش و به شکلی پویا به دیگر بخشهای مغز منتقل کنند.
آستروسیتها با شاخههای باریک و گستردهای به نام «پروسس» بهطور فشرده سیناپسها، یعنی محل اتصال نورونها، را در بر میگیرند. این تماس نزدیک میان دو نورون و یک آستروسیت، ساختاری به نام «سیناپس سهگانه» (tripartite synapse) را شکل میدهد.
به گفته لئو کُزاچکوف، نویسنده اصلی این تحقیق و پژوهشگر مرکز تحقیقات آیبیام، آستروسیتها را میتوان همچون اختاپوسی تصور کرد که بازوهایش (پروسسها) به اطراف نورونها چنگ انداختهاند و با ردگیری فعالیتهای سیناپسی، آنها را به یکدیگر مرتبط میکنند. نکته مهم اینجاست که برخلاف نورونها، آستروسیتها پیامهای خود را نه از طریق سیگنالهای الکتریکی، بلکه از راه امواج کلسیمی به دیگر سلولها مخابره میکنند.
این امواج کلسیمی مانند جریانهایی از داده درون یک شبکه ارتباطی بزرگ عمل میکنند. وقتی یک سیناپس فعال میشود، آستروسیت در پاسخ به آن، سطح کلسیم داخلی خود را تغییر میدهد و این تغییر میتواند باعث ترشح ترکیبات شیمیایی خاصی شود که فعالیت نورونها را تنظیم میکنند. در واقع، هر یک از این پروسسها بهنوعی مانند «رایانهای کوچک» عمل میکنند که دادهها را تحلیل، با دیگر بخشها تبادل کرده و نتیجه را به مرکز بازمیگردانند.
اگرچه هنوز مکانیزم دقیق محاسباتی این سلولها بهطور کامل شناخته نشده، اما همین درک ابتدایی از عملکرد آستروسیتها، نویدبخش افقهایی تازه برای درمان بیماریهایی مانند آلزایمر و الگوبرداری از کارکرد مغز در توسعه سامانههای هوش مصنوعی است. این کشف، تصویری نو از معماری مغز ترسیم میکند که میتواند تعریف ما از حافظه، پردازش اطلاعات و حتی آگاهی را بهکلی دگرگون کند.