Badacze odkryli, że ludzki mózg nie zapamiętuje wspomnień jako jednego „pliku”, ale rozdziela je na dwie części „co” oraz „gdzie i kiedy”. Jak się okazuje, jedna grupa neuronów odpowiada za rozpoznawanie konkretnych przedmiotów lub osób, a druga z kolei przechowuje kontekst sytuacyjny.
Dopiero w momencie, gdy chcemy sobie coś przypomnieć, mózg synchronizuje obie te grupy, dzięki czemu tworzone jest jedno, pełnoprawne wspomnienie.
Ten mechanizm wyjaśnia, dlaczego możemy rozpoznać tę samą osobę czy rzecz w zupełnie innych okolicznościach. Odkrycia dokonali naukowcy z Uniwersytetu w Bonn, a wyniki badania opublikowano w prestiżowym czasopiśmie „Nature”.
Tak działa pamięć?
Większość ludzi bez trudu odróżnia sytuacje towarzyskie z udziałem jednej i tej samej osoby – przykładem może być spotkanie towarzyskie i biznesowa rozmowa.
– Wiemy już, że głęboko w ośrodkach pamięci mózgu, specyficzne komórki, zwane neuronami pojęciowymi, reagują na tego znajomego, niezależnie od otoczenia, w którym się pojawia – mówi profesor Florian Mormann z Kliniki Epileptologii Uniwersytetu w Bonn, członek Transdyscyplinarnego Obszaru Badawczego „Życie i Zdrowie”. Cytuje go z kolei portal sciencedaily.com.
Naukowcy postanowili dowiedzieć się, czy ludzki mózg działa inaczej niż ten u zwierząt. – Czy mapuje treść i kontekst oddzielnie, aby umożliwić bardziej elastyczną pamięć? I w jaki sposób te oddzielne fragmenty informacji łączą się, gdy musimy zapamiętać konkretną treść w zależności od kontekstu? – wymieniał pytania dr Marcel Bausch.
Eksperyment na neuronach. Podejrzeli pamięć w czasie rzeczywistym
By znaleźć odpowiedzi na powyższe pytania, naukowcy analizowali aktywność mózgu pacjentów, którzy chorują na padaczkę lekooporną. Na czas badania wszczepiono im elektrody do hipokampu oraz sąsiadujących obszarach odpowiedzialnych za pamięć.
W trakcie eksperymentów uczestnicy badania oglądali zestawy obrazów i odpowiadali na pytania dotyczące ich cech. Przykładowo, mogli oceniać, czy dany obiekt jest „większy” czy „mniejszy”. Dzięki temu mogli zaobserwować, jak mózg przetwarza dokładnie ten sam obraz w różnych kontekstach.
Analiza ponad trzech tysięcy neuronów wykazała wyraźny podział ról. I tak pierwsza grupa, czyli neurony treści reagowała na konkretne obrazy (na przykład ciasteczko) niezależnie od zadanego przez badaczy pytania. Druga z kolei – czyli neurony kontekstowe – aktywowała się w zależności od zadania (na przykład „większy?”) niezależnie od tego, co było wyświetlane.
Co ciekawe, tylko nieliczne neurony pełniły obie funkcje jednocześnie. – Kluczowym odkryciem było to, że te dwie niezależne grupy neuronów kodowały treść i kontekst wspólnie, i to z największą wiarygodnością, gdy pacjenci poprawnie rozwiązywali zadanie – mówi Bausch.
Jednym z ciekawszych wniosków, do jakich doszli badacze było to, że im więcej czasu upływa, tym lepiej obie grupy neuronów ze sobą współpracują. Neurony odpowiedzialne za treść zaczęły bowiem „przewidywać” reakcję neuronów kontekstowych. Opóźnienie wynosiło kilka milisekund. – Wydawało się, że neuron „ciastko” uczył się stymulować neuron „Większy?” – mówi Mormann.
Mózgowy system selekcji
Jak to działa? Naukowcy twierdzą, że ten mechanizm funkcjonuje jak system selekcji, pozwalający przywołać odpowiedni kontekst do konkretnego wspomnienia. W ten sposób tworzony jest pełen obraz wspomnienia, nawet, gdy mózgowi brakuje danych.
– Ten podział pracy prawdopodobnie wyjaśnia elastyczność ludzkiej pamięci: mózg może ponownie wykorzystać ten sam koncept w niezliczonych nowych sytuacjach, bez potrzeby posiadania wyspecjalizowanego neuronu dla każdej indywidualnej kombinacji, przechowując treść i kontekst w oddzielnych „bibliotekach neuronowych” – mówi Bausch.
Kolejnym etapem badań będzie sprawdzenie mechanizmu poza warunkami klinicznymi. Przyszłe analizy mogą pomóc w zrozumieniu, jak powstają problemy z pamięcią czy podejmowaniem decyzji.
Czytaj też:
Naukowcy odmłodzili komórki. Starzenie jednak można cofnąć?Czytaj też:
Seniorzy powinni jeść je zamiast bananów. Wspierają pamięć i mózg