به نقل از اطلاعات آنلاین از iScience، تحریک عصب واگ پس از تمرین به موش ها کمک کرد تا یادگیری حرکتی طولانی مدت قوی تری داشته باشند و زمانی که مغز هنوز درگیر یک مهارت جدید است پنجره ای بالقوه مهم را آشکار می کند. این اثر با تغییرات ریتمیک در رگ های خونی مغز مرتبط بود و نشان می دهد که سیگنال های بدن به مغز ممکن است به آماده سازی مغز برای تغییرات پایدار کمک کند.

چرا به نظر می رسد برخی مهارت های جدید تقریباً فوراً ایجاد می شوند در حالی که برخی دیگر حتی پس از تمرین مکرر، به طرز ناامیدکننده ای دشوار باقی می مانند؟ این تفاوت ممکن است چیزی بیش از استعداد یا تلاش باشد. همچنین ممکن است به این بستگی داشته باشد که آیا مغز در شرایط مناسبی برای تبدیل تمرین به یادگیری پایدار است یا خیر.

یادگیری مستقل از بقیه بدن اتفاق نمی افتد. اندام های داخلی دائماً از طریق عصب واگ، یکی از مسیرهای اصلی ارتباطی سیستم عصبی، اطلاعات را به مغز ارسال می کنند. محققان دانشگاه توهوکو در ژاپن که فیزیولوژی مغز ابرشبکه را مطالعه می کنند، اکنون در موش ها نشان داده اند که تحریک این عصب پس از آموزش می تواند یادگیری حرکتی طولانی مدت را تقویت کند. یافته های آنها به نقش قبلاً نادیده گرفته شده ارتباط از بدن به مغز در کمک به ماندگاری مهارت های جدید اشاره دارد.

عصب واگ به عنوان یک بزرگراه اطلاعاتی اصلی بین مغز و بدن عمل می کند. این عصب سیگنال ها را از اندام های داخلی به مغز منتقل می کند و در عین حال دستورالعمل ها را از مغز به آن اندام ها منتقل می کند. دانشمندان می توانند با استفاده از تحریک عصب واگ (VNS) که در حال حاضر از نظر بالینی برای درمان چندین اختلال تأیید شده است، بر این مسیر تأثیر بگذارند.

تحقیقات قبلی عمدتاً تحریک عصب واگ را به عنوان نوعی از نورومدولاسیون بررسی کرده اند که فعالیت سیستم های انتقال دهنده عصبی را تغییر می دهد. مطالعه جدید نشان می دهد که ممکن است مکانیسم مهم دیگری نیز در این امر دخیل باشد: تغییرات ریتمیک در رگ های خونی داخل مغز.

برای بررسی این احتمال، محققان یک الکترود کاف کوچک طراحی کردند که به عصب واگ گردنی چپ در موش ها متصل می ماند. سپس آنها VNS را در طول یادگیری پاسخ اپتوکینتیک افقی (HOKR) آزمایش کردند؛ یک وظیفه حرکت چشم وابسته به مخچه که به موش ها می آموزد توانایی خود را در دنبال کردن نوارهای بصری متحرک بهبود بخشند. این پاسخ مشابه حرکات خودکار چشم است که فرد هنگام ایستادن روی سکو و تماشای عبور قطار انجام می دهد.

محققان VNS را پس از هر جلسه تمرینی و نه در طول خود وظیفه یادگیری اعمال کردند. تحریک بلافاصله عملکرد را در حین آموزش موش ها بهبود نبخشید. در عوض، فواید آن بعداً آشکار شد.

در روزهای بعد، موش هایی که VNS دریافت کردند، یادگیری بلندمدت قوی تری نشان دادند. این الگو نشان می دهد که تحریک ممکن است بر فرآیندهایی تأثیر بگذارد که پس از آموزش رخ می دهند؛ زمانی که مغز در حال تثبیت آموخته های خود در حافظه ای پایدارتر است.

پروفسور کو ماتسویی می گوید: نکته کلیدی این است که VNS تنها پس از آموزش ارائه شد. یافته های ما نشان می دهد که VNS ممکن است با پذیراتر کردن محیط مغز برای تغییرات طولانی مدت، دریچه ای پنهان از فرصت را برای یادگیری پیشرفته باز کند.

تیم تحقیقاتی در مرحله بعد به دنبال تغییراتی در داخل مغز بودند که ممکن است با بهبود یادگیری همراه باشد. آنها فعالیت حجم خون را در نزدیکی لخته مخچه اندازه گیری کردند؛ ناحیه ای که در یادگیری HOKR نقش دارد.

محققان با استفاده از نورسنجی فیبری دریافتند که یک دور VNS یک پاسخ عروقی دو فازی ایجاد می کند. حجم خون موضعی به طور خلاصه کاهش یافت و سپس پس از یک تأخیر افزایش یافت. هنگامی که VNS تکرار شد، نوسانات ریتمیک در حجم خون ایجاد کرد.

به نظر می رسد که این ریتم های عروقی همچنین با یادگیری مرتبط هستند. موش هایی که نوسانات حجم خون بیشتری داشتند، عموماً تا روز پنجم یادگیری بهتری نشان دادند که این نشان می دهد تغییرات در محیط عروقی مغز می تواند به اثرات طولانی تر تحریک مرتبط باشد.

جونیو چن ، پژوهشگر اصلی، می گوید: "مغز ما ممکن است بیشتر از آنچه تصور می کنیم تحت تأثیر بدن قرار گیرد. با تنظیم محیط متابولیک مغز، از جمله حرکات ریتمیک عروقی، در نهایت می توانیم ظرفیت هایی را آزاد کنیم که در غیر این صورت نهفته باقی می ماندند."

تحقیقات آینده بر اصلاح پروتکل های تحریک و تعیین دقیق تر چگونگی پشتیبانی ارتباط بین مغز و بدن از انعطاف پذیری بلندمدت تمرکز خواهد کرد.

دانشمندان با مطالعه دقیق تر این مسیر ارتباطی دو طرفه، امیدوارند درک بهتری از چگونگی پایدار شدن یادگیری و چگونگی بهبود این فرآیند در نهایت داشته باشند.