محققان اکول نرمال سوپریور (École Normale Supérieure) در پاریس موفق به شبیه‌سازی رفتار شبکه‌های متشکل از «سلول‌های مکانی» شدند که خاطرات مربوط به مکان اجسام و نقشه‌های فضایی را در مغز ذخیره می‌کنند. این دانشمندان نشان دادند که از طرفی وجود مقدار بسیار کمی نوفه (noise) در شبکه موجب افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی آن می‌شود و از طرف دیگر ذخیره کردن تعداد بسیار زیادی از نقشه‌های فضایی به طور همزمان در شبکه می‌تواند موجب پاک شدن کامل حافظه مربوط به این نقشه‌ها شود.

در سال‌های 1970 میلادی، دانشمندان علوم اعصاب موفق به یافتن سلول‌های خاصی در منطقه اسبک (hippocampus) مغز موش‌های صحرایی شدند که تنها در صورتی که حیوان در مکان خاصی قرار می‌گرفت فعال می‌گردیدند. این سلول‌ها در واقع نشان دهنده بخشی از کورتکس مغز بودند که به عنوان مرکز نقشه‌های فضایی و خاطرات مکانی عمل می‌کند. از آن زمان محققان همواره در جستجوی مدل‌هایی بوده‌اند که نشان دهنده چگونگی رفتار این سلول‌ها و نحوه اتصال آن‌ها به یکدیگر باشد. اما تاکنون بخش زیادی از رفتار جمعی این سلول‌ها ناشناخته مانده است، از جمله آنکه چگونه چند حافظه فضایی مختلف می‌توانند با یکدیگر همپوشانی و برهمکنش داشته باشند.

در مقاله‌ای در فیزیکال ریویو ای (Physical Review E) رمی موناسون (Rémi Monasson) و سوفی روزی (Sophie Rosay) عملکرد حافظه فضایی را با استفاده از مجموعه‌ای از واحدهای دوتایی (فعال و یا غیرفعال) که بیانگر سلول‌های مکانی هستند مدل‌سازی نموده‌اند. این واحدها در داخل یک شبکه عصبی که اطلاعات «محیطی» را به شکل شدت‌های جفت‌شدگی میان هر جفت از آن‌ها ذخیره می‌کند، با یکدیگر در ارتباط هستند. در واقع این مدل تا حد زیادی شبیه به مدل‌های برهمکنش اسپینی در فیزیک ماده چگال است که به موناسون و روزی این امکان را داده است تا نمودار فاز رفتار دینامیکی را تحت شرایط مختلفی که در آن‌ها میزان نوفه و تعداد محیط‌های ذخیره شده فرق می‌کند به دست بیاورند. با استفاده از این مدل محققان استدلال می‌کنند که هر دسته از فعالیت‌های عصبی متناظر با یک نقشه‌ خاص و نقاط خاصی در داخل این نقشه است. حرکت یا پخش‌شدگی این دسته نشان ‌می‌دهد هنگامی که مغز بر روی یک نقطه جدید در نقشه تمرکز می‌کند و یا به طور ناگهانی از نقشه‌ای به نقشه‌ای دیگر می‌رود چه اتفاقی می‌افتد. با استفاده از مدل‌هایی از این دست محققان می‌توانند ایده‌هایی را در مورد چگونگی ذخیره و بازیابی خاطرات توسط ارگانسیم‌های مختلف هنگامی که ما با مغزهای شلوغمان در محیط راه می‌رویم آزمایش کنند.

منبع:http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevE.87.062813

مرجع:http://pre.aps.org/abstract/PRE/v87/i6/e062813