كيف يعمل الذاكرة البشرية: الترميز والتخزين والاسترجاع شرح
نُشر:
باختصار
تعمل الذاكرة البشرية في ثلاث مراحل: يحول الترميز التجربة إلى إشارات عصبية، والتخزين يثبت تلك الإشارات في الحصين والقشرة الجديدة، والاسترجاع يعيد تفعيلها باستخدام إشارات. الذاكرة ليست نظامًا واحدًا بل عدة أنواع - الحسية والقصيرة الأجل/العاملة والطويلة الأجل - تختلف في المدة والكمية التي تحتفظ بها من المعلومات.
الذاكرة هي قدرة الدماغ على استقبال المعلومات والاحتفاظ بها وإعادتها لاحقًا. وفقًا لعيادة كليفلاند، تمر العملية بأربع مراحل مترابطة: جمع المدخلات الحسية، وترميزها إلى صيغة قابلة للتخزين، وتخزينها، واسترجاعها عند الحاجة. تختزل العديد من استعراضات علم الأعصاب هذا إلى ثلاث مراحل أساسية - الترميز والتخزين والاسترجاع - لأن الجمع هو ببساطة المدخل الحسي الخام الذي يغذي الترميز.
الترميز — تحويل ما تراه أو تسمعه أو تشعر به إلى إشارة عصبية يمكن للدماغ استخدامها
التخزين — تثبيت وتنظيم تلك الإشارة بحيث يمكن الاحتفاظ بها بمرور الوقت
الاسترجاع — الوصول إلى المعلومات المخزنة أو إعادة بناؤها عند الحاجة إليها مرة أخرى
الأنواع الرئيسية للذاكرة
تصنف عيادة كليفلاند الذاكرة إلى ثلاث فئات واسعة حسب مدة بقاء المعلومات: الذاكرة الحسية (ثوانٍ)، والذاكرة قصيرة الأجل (ثوانٍ إلى دقائق، بسعة محدودة يمكن توسيعها من خلال تقنيات مثل التجميع أو التكرار)، والذاكرة طويلة الأجل (سنوات، بدون حد معروف للسعة). يضيف معهد كوينزلاند للدماغ بجامعة كوينزلاند (QBI) تمييزًا وظيفيًا ضمن التخزين قصير الأجل: الذاكرة العاملة، النظام الذي يحافظ على إمكانية الوصول إلى المعلومات في الذهن بينما يقوم الدماغ بمهام إدراكية أخرى — على سبيل المثال، الاحتفاظ برقم الهاتف في الذهن أثناء طلبه.
الأنواع الرئيسية للذاكرة وكيف تختلف
نوع الذاكرة
المدة النموذجية
ما تفعله
الذاكرة الحسية
ثوانٍ
تحتفظ بشكل مؤقت بالمدخلات الخام من الحواس (البصر والصوت واللمس) قبل أن تتلاشى أو يتم معالجتها بشكل إضافي — عيادة كليفلاند
الذاكرة قصيرة الأجل
ثوانٍ إلى دقائق
تحتفظ بكمية محدودة من المعلومات بشكل مؤقت؛ يمكن توسيع السعة بالتجميع أو التكرار — عيادة كليفلاند
الذاكرة العاملة
ثوانٍ، أثناء الاستخدام
تحتفظ بنشاط وتتعامل مع المعلومات أثناء المهام الذهنية الجارية، مثل التفكير أو اتباع التعليمات — QBI
الذاكرة طويلة الأجل
سنوات، يحتمل مدى الحياة
تخزن الحقائق والتجارب والمهارات بدون حد معروف للسعة؛ تنقسم إلى ذاكرة صريحة وضمنية — عيادة كليفلاند / QBI
الذاكرة الصريحة مقابل الضمنية في الذاكرة طويلة الأجل
ضمن الذاكرة طويلة الأجل، يميز معهد كوينزلاند للدماغ بين الذاكرة الصريحة (الواعية) والذاكرة الضمنية (اللاواعية). تغطي الذاكرة الصريحة الذاكرة الحلقية — التجارب الشخصية مثل عطلة معينة — والذاكرة الدلالية، التي تخزن الحقائق والمعرفة العامة. تشمل الذاكرة الضمنية الذاكرة الإجرائية، المهارات الحركية المتعلمة وراء أفعال مثل ركوب الدراجة أو الكتابة، والتأثر، حيث يؤثر التعرض لمحفز واحد على الاستجابة لآخر لاحقًا.
كيف يقوم الدماغ بترميز وتخزين الذاكرة
يصف استعراض علم الأعصاب المعرفية المستضاف على أرشيف PMC بالمعاهد الوطنية الأمريكية للصحة الترميز بأنه العملية التي يكتسب بها الدماغ ومعالجة المعلومات، وتحويلها إلى تمثيل عصبي مناسب للتخزين، يتشكل بواسطة الانتباه والأهمية العاطفية والتكرار. يحدث التخزين بعد ذلك في خطوتين. أولاً، 'التوحيد الخلوي' يثبت آثار الذاكرة الجديدة بعد فترة قصيرة من التعلم من خلال تغييرات متشابكية تعرف باسم الإمكانية طويلة الأجل والكبت طويل الأجل، التي تقوي أو تضعف الاتصالات بين الخلايا العصبية. ثانيًا، على مدى أسابيع إلى أشهر أو أطول، يرى 'التوحيد النظامي' إعادة تنظيم الحصين للذاكرة بحيث تصبح تدريجياً أقل اعتمادًا على الحصين نفسه وأكثر تضمينًا في الشبكات عبر القشرة الجديدة.
يوصف الحصين، الموجود في الفصوص الصدغية، من قبل عيادة كليفلاند واستعراض PMC على حد سواء بأنه المركز المركزي للدماغ لتكوين الذكريات التصريحية الجديدة — الحقائق والتجارب الشخصية. تدعم المناطق الأخرى وظائف ذاكرة محددة: تسرد عيادة كليفلاند القشرة قبل الجبهية كمهمة للذاكرة قصيرة الأجل، والعقد القاعدية والمخيخ واللوزة الدماغية كداعمة لجوانب مختلفة من الذاكرة طويلة الأجل، بما في ذلك المهارات الحركية والذاكرة العاطفية.
يلعب النوم أيضًا دورًا موثقًا في التوحيد، وفقًا لاستعراض PMC: يدعم النوم غير السريع الحركة توحيد الذكريات التصريحية (القائمة على الحقائق) من خلال نشاط الموجات البطيئة في الدماغ، بينما يرتبط نوم حركة العين السريعة بدمج الذكريات العاطفية.
كيف يحدث الاسترجاع والنسيان
يتضمن الاسترجاع الوصول وتحديد وإعادة تفعيل أو إعادة بناء الذاكرة المخزنة للسماح بالوصول الواعي إلى المعلومات المشفرة مسبقًا.
— استعراض علم الأعصاب المعرفية، PMC (المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة)
ينص الاستعراض نفسه على أن النسيان يحدث عادة عندما تفشل إشارات الاسترجاع المتاحة في تفعيل آثار الذاكرة الصحيحة، بدلاً من أن يتم محو الذاكرة بشكل دائم — يمكن لممارسة الاسترجاع والإشارات الفعالة تحسين الاستدعاء. تصف عيادة كليفلاند النسيان بشكل مختلف لكن متوافق، حيث تصفه بأنه عملية انتقائية يحدد فيها الدماغ أولويات الاحتفاظ بما يحكم أنه الأكثر أهمية على المعلومات الأخرى.
تسرد عيادة كليفلاند أيضًا الحالات المرتبطة بمشاكل الذاكرة، بما في ذلك مرض الزهايمر وأورام الدماغ والاكتئاب والحرمان من النوم والإجهاد والسكتة الدماغية وإصابات الدماغ الرضحية، مع ملاحظة أن الوراثة يمكن أن تؤثر على الذاكرة من خلال تأثيراتها على هيكل ووظيفة الدماغ.
أسئلة
ما هي المراحل الثلاث الرئيسية للذاكرة؟
الترميز (تحويل التجربة إلى إشارة عصبية)، والتخزين (تثبيت تلك الإشارة بمرور الوقت) والاسترجاع (الوصول إليها مرة أخرى لاحقًا) — تصف عيادة كليفلاند نسخة ذات أربع مراحل ذات صلة تضيف خطوة 'جمع' حسية أولية.
ما الفرق بين الذاكرة قصيرة الأجل والذاكرة العاملة؟
الذاكرة قصيرة الأجل ببساطة تحتفظ بكمية محدودة من المعلومات بشكل مؤقت، بينما الذاكرة العاملة، كما وصفها معهد كوينزلاند للدماغ، تحتفظ بنشاط وتتعامل مع المعلومات أثناء قيامك بمهمة ذهنية أخرى، مثل التفكير أو اتباع التوجيهات.
أي جزء من الدماغ مسؤول بشكل أساسي عن تكوين الذكريات؟
الحصين، الموجود في الفصوص الصدغية، يُحدده كل من عيادة كليفلاند واستعراض علم الأعصاب المعرفية المستضاف على PMC كالهيكل الرئيسي لتكوين الذكريات التصريحية الجديدة (القائمة على الحقائق والتجارب)، والتي يتم دمجها لاحقًا في القشرة الجديدة.
لماذا ننسى الأشياء؟
ينسب استعراض مستضاف على PMC معظم النسيان إلى فشل إشارات الاسترجاع في تفعيل آثار الذاكرة المخزنة بدلاً من محو الذاكرة، بينما تصف عيادة كليفلاند النسيان بأنه أولوية الدماغ لبعض الذكريات على الآخرين.
هل يساعد النوم الذاكرة؟
نعم — وفقًا لاستعراض PMC، يدعم النوم غير السريع الحركة توحيد الذكريات المستندة إلى الحقائق (التصريحية) من خلال نشاط الموجات البطيئة في الدماغ، بينما يرتبط نوم حركة العين السريعة بدمج الذكريات العاطفية.
الجبر هو فرع من الرياضيات يستخدم رموزًا مثل x و y لتمثيل أرقام غير معروفة أو أرقام عامة، بحيث يمكن كتابة القواعد لحل المسائل مرة واحدة وإعادة استخدامها لأي أرقام. تنص المعادلة على تساوي تعبيرين، وحل المعادلة يعني إيجاد قيمة المجهول التي تجعل هذا البيان صحيحًا. طريقة موسعة من أربع خطوات، صاغها عالم الرياضيات جورج بوليا عام 1945، تحدد الطريقة التي يتم بها التعامل مع مسائل من هذا النوع.
النوم ليس وقت فراغ خامل: خلال ليلة نموذجية يمر الدماغ بمراحل مميزة تعزز الذاكرة وتعيد تأهيل الأنسجة وتزيل النفايات الخلوية، بينما ساعتان بيولوجيتان منفصلتان تقرران متى يشعر الشخص بالنعاس. يظهر البحث الذي تلخصه وكالات الصحة الأمريكية ومختبرات الجامعات أن النوم يؤثر على ما يقرب من كل جهاز عضوي، وقصور النوم المزمن يرفع مخاطر الإصابة بحالات تتراوح بين ارتفاع ضغط الدم إلى مرض السكري من النوع الثاني.
تم تحديد جمجمة جزئية عثر عليها في جزيرة وايت وظلت محفوظة في درج بمتحف التاريخ الطبيعي لحوالي قرن من الزمان بأنها نوع ديناصور جديد، Invictibellatrix amberina. يقول الباحثون إنها أول ميجارابتوران مؤكدة - مجموعة من الثيروبودات المفترسة ذات المخالب الطويلة - يتم العثور عليها في أوروبا، وفقاً لمتحف التاريخ الطبيعي ودراسة نشرت في Royal Society Open Science.
تنتشر الفيروسات بين الناس بشكل أساسي من خلال الاتصال الوثيق والقطرات التنفسية أو الجزيئات المحمولة بالهواء، وأخطاء النسخ أثناء التكاثر تخلق طفرات. معظم الطفرات غير ضارة، لكن القليل منها يساعد الفيروس على الانتشار بسهولة أكبر أو تجنب المناعة، والانتخاب الطبيعي يفضل تلك الإصدارات — مما ينتج عنه ما تسميه وكالات الصحة بـ "متغير".
