چرا یادآوری برخی کلمات برای مغز نسبت به کلمات دیگر آسان‌تر است؟

هزاران کلمه، کوچک و بزرگ در بانک‌های حافظه‌ی مغز انباشته می‌شوند و منتظر استخراج می‌مانند. پژوهشگران مؤسسه‌ی ملی سلامت، با بررسی بیماران صرع و دیگر داوطلبان سالم، به این نتیجه رسیدند که مغز انسان برخی کلمات متداول مثل «خوک»، «تانک» و «در» را بیش از کلمات دیگری مثل گربه، «خیابان» و «پله» استخراج می‌کند. آن‌ها با ترکیب تست‌های حافظه، رکوردهای امواج مغزی و بررسی میلیاردها کلمه‌ی منتشرشده در کتاب‌ها، مقاله‌های جدید و صفحات دایره‌المعارف اینترنتی، به چگونگی یادآوری کلمات و همچنین خاطره‌های گذشته پی بردند. به گفته‌ی دکتر ویژن زای، روانشناس شناختی از مؤسسه‌ی ملی سکته و اختلال‌های عصبی (NINDS):

متوجه شدیم به خاطر سپردن برخی کلمات آسان‌تر از کلمات دیگر است. نتایج ما این فرضیه را هم ثابت می‌کنند که حافظه‌ی افراد به شبکه‌های عصبی وصل هستند و جستجوی مغز برای حافظه مانند عملکرد موتورهای جستجو برای ردیابی اطلاعات در اینترنت است. امیدواریم با این نتایج بتوانیم به نقشه‌ی راهی برای ارزیابی سلامت مغز و حافظه‌ در افراد برسیم.

در مرحله‌ی اول، دکتر زای و همکاران او با تحلیل نتایج تست حافظه‌ی ۳۰ بیمار صرع، به کلمات یادشده رسیدند. این تحلیل بخشی از آزمایش به رهبری کریم زاغلول، جراح اعصاب و پژوهشگر ارشد NINDS بود. تیم دکتر زاغلول برای کمک به بیمارانی تلاش می‌کنند که عارضه‌ی آن‌ها با دارو قابل کنترل نیست. به این بیماری صرع رام‌نشدنی گفته می‌شود.بیمارها در طول دوره‌ی بررسی، چند روز را در مرکز پزشکی NIH می‌گذرانند. الکترودهایی هم برای ردیابی تغییرات فعالیت مغزی در بدن آن‌ها شده‌اند. به گفته‌ی دکتر زاغلول:

هدف ما یافتن و حذف منبع عارضه‌های مضر است. دوره‌ی نظارت، فرصت برجسته‌ای برای ضبط فعالیت عصبی است که بخش‌های مهم زندگی‌مان را کنترل می‌کنند. به کمک بیماران داوطلب می‌توانیم از رازهای حافظه‌مان پرده‌برداری کنیم.

هدف اصلی تست‌های حافظه، ارزیابی حافظه‌های اپیزودیک (رویدادی) یا رابطه با تجربیات گذشته است. بیماری آلزایمر و دیگر اشکال زوال عقبی، اغلب اوقات ظرفیت خاطره‌سازی مغز را نابود می‌کنند. در آزمایش یادشده، کلمه‌هایی مثل «دست» و «سیب» از فهرست ۳۰۰ کلمه‌ی رایج به بیماران نشان داده شد. چند ثانیه بعد یکی از کلمات مثل «دست» به آن‌ها نشان داده شد و از آن‌ها خواسته شد زوج آن کلمه یعنی «سیب» را به خاطر بسپارند. تیم دکتر زاغلول از این تست‌ها برای بررسی چگونگی ذخیره‌سازی مغزی و یادآوری خاطرات در مدارهای عصبی استفاده کردند.

کلمات به یادماندنی لزوما صحیح یا پرتکرار نیستند

دکتر زای و همکاران او با بررسی مجدد نتایج تست متوجه شدند، بیماران برخی کلمات را بیش از کلمات دیگر به یاد می‌آورند. در واقع از میان ۳۰۰ کلمه، یادآوری موفق پنج کلمه‌ی بالای لیست به طور میانگین هفت برابر بیشتر از پنج کلمه‌ی پائین لیست بود.

دکتر زاغلول و تیم او در نگاه اول از نتایج شگفت‌زده و کمی به نتایج مشکوک شدند، زیرا دانشمندان به مدت سال‌ها تصور می‌کردند یادآوری زوج کلمات به این معنی است که مغز افراد، ارتباطی قوی را بین دو کلمه در یادگیری برقرار می‌کند و در فرآیندی مشابه هم می‌توان یادآوری خاطرات گذشته را به همین شیوه توصیف کرد. همچنین پی بردن به علت یادآوری بیشتر کلماتی مثل «تانک»، «عروسک» و «برکه» و کاربرد بیشتر آن‌ها نسبت به کلماتی مثل «خیابان»، «نیمکت» و «ابر» کار دشواری بود.

اما پس از شرکت ۲۶۲۳ داوطلب سالم در تست آنلاین جفت کلمات که در وب‌سایت Amazon Mechanical Turk بارگذاری شده بود، تمام شک‌ها نسبت به نتایج مشابه برطرف شد. به گفته‌ی دکتر زاغلول:

طبق مشاهدات ما، یادآوری برخی کلمات برای مغز نسبت به کلمات دیگر آسان‌تر است. این نتایج نشان می‌دهند تمام اکتشافاتی که تاکنون درباره‌ی کنترل حافظه توسط مغز به‌دست‌آمده‌اند برای افراد خارج از بررسی هم صدق می‌کنند.

دکتر زای هم از ایده‌ی پژوهش فوق استفاده کرد. او و تیم دکتر زاغلول پس از سال‌ها بررسی تأثیر وضعیت‌های ذهنی ازجمله حالت‌های روحی، عادت‌های خواب  و آشنایی بر تغییر حافظه، نکات بیشتری را درباره‌ی فعالیت‌های داخلی مغز فرار گرفتند. به گفته‌ی دکتر زای:

حافظه‌ نقشی حیاتی در هویت و عملکرد مغزی دارد. با این‌حال یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های بررسی حافظه این است که افراد اغلب نکات یکسان را به شیوه‌های مختلف به خاطر می‌سپارند و به همین دلیل مقایسه‌ی عملکرد افراد در تست‌های حافظه کار دشواری می‌شود. پژوهشگرها به مدت بیش از یک قرن به دنبال محاسبه‌ی یکپارچه‌ی تغییر حافظه بوده‌‌اند. اگر بتوانیم روش به خاطر سپردن افراد را پیشگویی کنیم و عملکرد مغز در این فرآیند را درک کنیم، می‌توانیم روش‌های بهتری را برای ارزیابی سلامت کلی مغز توسعه دهیم.

زای همچنین با ویلما بینبریج، استادیار بخش روانشناسی دانشگاه شیکاگو ملاقات کرد که زمانی در مؤسسه‌ی NIMH (مؤسسه‌ی ملی سلامت روانی NIH) فعالیت داشت. او هم به دنبال پاسخ به پرسش مشابهی بود: چرا افراد برخی چیزها را بیشتر از چیزهای دیگر به خاطر می‌آورند؟ برای مثال، دکتر بینبریج و همکاران او با بررسی بیش از ۱۰۰۰ داوطلب سالم، متوجه شدند برخی چهره‌ها بیشتر از چهره‌های دیگر در خاطرها می‌مانند. در این آزمایش‌ها، به هر داوطلب مجموعه‌ای پیوسته از چهره‌ها نمایش داده شد و از آن‌ها درخواست شد چهره‌های آشنا را نشان دهند. به گفته‌ی دکتر برینبریج:

طبق یافته‌های هیجان‌انگیز ما، به خاطر سپردن برخی تصاویر چهره یا مکان‌های خاص برای افراد ذاتا راحت‌تر است. اگر تصویری به یادماندنی باشد، می‌توانیم احتمال به خاطرسپردن یا فراموشی چیزهای مختلف را اندازه‌گیری کنیم.

با این‌حال، نتایج فوق صرفا به این بستگی دارند که مغز افراد پس از شناختن تصویر، چه عملکردی دارد. دکتر زای و بینبریج به دنبال پیاده‌سازی این ایده برای پژوهش تیم دکتر زاغلول بودند. در نتیجه این پرسش برایشان مطرح شد: نتایج فوق درباره‌ی یادآوری خاطرات گذشته چه می‌گویند؟ دکتر زای در مقاله‌‌ی از اصول نظریه‌ای به نام  مدل جستجو برای حافظه‌ی ترکیب‌پذیر (SAM)، برای توصیف یافته‌های اولیه‌ از بیماران صرع و  داوطلبان سالم استفاده می‌کند. به گفته‌ی او:

یکی از روش‌های درک نتایج تست‌های زوج کلمه، پیاده‌سازی نظریه‌های شبکه‌ای برای چگونگی به خاطر سپردن تجربیات گذشته است. به خاطر سپاری کلمات در این نمونه مانند نقشه‌های پایانه‌ی فرودگاه یا اینترنت است به طوری که کلمات به‌یادماندنی‌تر به شکل نقاط پرترافیک متصل به نقاط کوچکتر (کلمات کمتر به‌یادماندنی) ظاهر می‌شوند. کلیدی اصلی درک این پژوهش، محاسبه‌ی عامل ارتباط کلمات بود.

 پژوهشگرها برای پاسخ به پرسش‌های فوق، برنامه‌ی مدلسازی کامپیوتری جدیدی نوشتند. آن‌ها با این برنامه به جستجوی  قوانین مشخصی برای ارتباط کلمات و تأثیر آن‌ها بر پیشگویی نتایج حافظه پرداختند. قوانین بر اساس مطالعات زبانی و حاصل اسکن هزاران جمله از کتاب‌ها، مقاله‌های خبر و صفحات ویکی‌پدیا بودند.

 در ابتدا متوجه شدند فرضیه‌های مستقیم ارتباط کلمات نمی‌توانند توجیهی برای نتایج باشند. برای مثال، کلمات به‌یادماندنی‌تر، بیشتر از کلمات دیگر تکرار نشده بودند. به طور مشابه، ارتباطی بین صحت نسبی تعریف کلمه و قابلیت به خاطرسپاری آن وجود ندارد.  به خاطر سپردن کلمه‌ای مثل «پروانه» آسان‌تر از کلماتی با مفهوم انتزاعی‌تر مثل «رئیس» نیست.

طبق نتایج، کلمات به‌یادماندنی‌تر از نظر معنایی مشابه هستند یا به معنای کلمات دیگر در زبان انگلیسی مربوط هستند. در نتیجه وقتی پژوهشگرها، داده‌های مشابه از نظر معنایی را وارد مدل کامپیوتری کردند، حدس کامپیوتر درباره‌ی کلماتی که بیشتر توسط بیماران و داوطلبان به خاطر سپرده شده بودند، صحیح بود. در مقابل، این اتفاق برای کلمات تکراری یا صحیح نیفتاد.

نتایج بعدی ثابت کردند تعداد بیشتر کلمات به‌یادماندنی، نشان‌دهنده‌ی گذرگاه‌های پرترافیک در شبکه‌های حافظه‌ی مغز هستند. بیماران صرع هم به درستی کلمات به‌یادماندنی را سریع‌تر از دیگر کلمات تشخیص دادند. در عین حال، ثبت الکتریکی لوب گیجگاهی پیشین (مرکز زبان مغز) نشان می‌دهد مغز افراد امضاهای عصبی مربوط به کلمات به یادماندنی را زودتر از کلمات کمتر به یادماندنی اجرا می‌کند. پژوهشگرها این گرایش را هنگام بررسی میانگین نتایج و آزمایش‌های فردی مشاهده کردند. طبق این نتایج، یافتن کلمات به یادماندنی در مغز آسان‌تر است.

علاوه بر این، بیمارها و داوطلبان سالم هر دو به اشتباه کلمات به یادماندنی را بیش از کلمات دیگر تکرار می‌کردند. به ‌طور کلی، نتایج به‌دست‌آمده پژوهش‌های قبلی را ثابت می‌کنند که به نظارت مغز بر حافظه‌های به‌هم متصل اشاره کرده‌اند.  این فرآیند را می‌توان به وقتی تشبیه کرد که حیوانات به دنبال غذا می‌روند یا کامپیوتر چیزی را در اینترنت جستجو می‌کند. به گفته‌ی دکتر زای:

نتایج نشان می‌دهند ساختار زبان انگلیسی در مغز افراد ذخیره شده است و امیدواریم روزی بتوان برای غلبه بر مشکل تغییرپذیری و ارزیابی سلامت مغز و حافظه‌ی افراد از آن استفاده کرد.

تیم پژوهشی به دنبال استفاده از نتایج و مدل کامپیوتری برای توسعه‌ی تست حافظه برای بیماری آلزایمر و دیگر شکل‌های زوال عقلی هستند.