Gdzie są moje klucze, czyli jak działa pamięć

Zapominacie czy zamknęliście drzwi do mieszkania? Teraz dowiecie się, czemu. Sprawdźcie, jak działa pamięć.

Próbujesz za wszelką cenę przypomnieć sobie, gdzie położyłeś klucze... Przecież było to o określonej porze, zawsze robisz to samo, dlaczego nie pamiętasz? Dlaczego szukasz kluczy?

Odzyskiwanie pamięci było przedmiotem niezliczonych badań na zwierzętach i innych prac neuroobrazowania u ludzi, ale dokładnie to, jak działa ten proces - i jak podejmujemy decyzje na podstawie wspomnień - pozostaje niejasne.

W nowym badaniu opublikowanym w numerze czasopisma Science z 26 czerwca współpracujący zespół neuronaukowców z Caltech i Cedars-Sinai Medical Center w Los Angeles zidentyfikował różne zestawy pojedynczych neuronów odpowiedzialnych za podejmowanie decyzji opartych na pamięci. 

Polecamy: Trening mózgu, czyli ćwiczenia na dobrą PAMIĘĆ

- Istotnym aspektem elastyczności poznawczej jest nasza zdolność do selektywnego wyszukiwania informacji w pamięci, gdy jej potrzebujemy. Po raz pierwszy w ludzkim mózgu opisano neurony, które sygnalizują decyzje oparte na pamięci. Ponadto nasze badanie pokazuje, w jaki sposób wspomnienia są selektywnie przenoszone do płata czołowego i tylko w razie potrzeby - mówi autor badania.

Badanie, które ma wpływ na leczenie problemów z pamięcią związanych z chorobą Alzheimera, epilepsją i schizofrenią, przeprowadzono u pacjentów, którzy byli już poddawani operacji mózgu. Wolontariusze oglądali obrazy na ekranie i odpowiadali na różnego rodzaju pytania dotyczące obrazów, podczas gdy badacze rejestrowali aktywność poszczególnych neuronów w ich mózgach za pomocą wszczepionych elektrod.

Na przykład pacjentowi pokazywano zdjęcie osoby, której nigdy wcześniej nie widział i pytano: „Czy widziałeś już tę twarz?” lub „Czy to twarz?” Oba pytania, odpowiednio, pomagają badaczom odróżnić decyzję opartą na pamięci od decyzji opartej nie na wspomnieniach.

- Cały czas podejmujemy decyzje na podstawie wspomnień - mówi główny autor Juri Minxha - "Którą restaurację mam wybrać dziś wieczorem?” lub „Gdzie mam teraz szukać kluczy?” W tym badaniu zadaliśmy proste pytania typu „tak” lub „nie”, które mają umożliwić wolontariuszowi dostęp do jego ostatniej pamięci lub wiedzy kategorycznej.

Czytaj też: Jak skutecznie ćwiczyć PAMIĘĆ

Gdzie jest nasza pamięć?

Kodowanie i wyszukiwanie wspomnień zachodzi w dolnej środkowej części mózgu w regionie zwanym przyśrodkowym płatem skroniowym, który obejmuje hipokamp. Procesy decyzyjne obejmują obszar z przodu mózgu zwany przyśrodkową korą czołową.

- Zdolność do elastycznego angażowania i wykorzystywania naszych wspomnień do podejmowania decyzji zależy od interakcji między płatami czołowymi i skroniowymi, przy czym ten pierwszy jest miejscem kontroli wykonawczej, a drugi miejscem przechowywania tego rodzaju wspomnień. Niewiele wcześniej wiadomo było tym, jak zachodzą interakcje między tymi dwiema częściami ludzkiego mózgu - dowiadujemy się.

W badaniu naukowcy monitorowali pojedyncze neurony zarówno w płatach skroniowych, jak i płatach czołowych 13 osób. Wyniki ujawniły neurony kodujące wspomnienia w płacie skroniowym i „neurony wyboru pamięci” w płacie czołowym; neurony te nie przechowują wspomnień, ale raczej pomagają je odzyskać.

- Zarówno przyśrodkowy płat skroniowy, jak i przyśrodkowa kora czołowa stają się aktywne, gdy decyzja wymaga, aby pacjent coś zapamiętał. Interakcja między tymi dwiema strukturami mózgu pozwala na pomyślne odzyskanie pamięci. Więc jeśli zapytamy pacjenta, czy widział już twarz, neurony w obu regionach staną się aktywne. Ale jeśli pokażemy im ten sam obraz i zapytamy:„ Czy to twarz? ”, Wówczas neurony wyboru pamięci milczą. Zamiast tego, widzimy drugą wyraźną populację neuronów w płacie czołowym, co potwierdza obecny cel podmiotu, jakim jest kategoryzacja obrazu.

Polecamy: Dzięki pamięci węchowej pamiętamy zapachy sprzed lat. Sprawdź, jak to się dzieje

W badaniu zidentyfikowano także inny zestaw „neuronów kontekstowych” w płacie czołowym. Te neurony kodują informacje o instrukcjach udzielonych podmiotowi dla danego zadania. Na przykład badanym polecono nacisnąć przycisk lub użyć ruchów gałek ocznych, aby przekazać odpowiedź na pytanie; kontekstowe neurony sygnalizowały, które z tych dwóch działań należy podjąć, niezależnie od odpowiedzi na pytanie.

- Co ciekawe, stwierdziliśmy, że decyzję reprezentują neurony wyboru pamięci w abstrakcyjny sposób, tak że te same neurony mogą sygnalizować tę informację w różnych kontekstach. Prawdopodobnie odpowiada to za dużą elastyczność, jaką widzimy w podejmowaniu decyzji przez ludzi.

Komunikacja między płatami skroniowymi i czołowymi została również zaobserwowana poprzez analizę fal theta, które są powszechne w płatach skroniowych. Naukowcy odkryli, że neurony w płacie czołowym selektywnie wyrównują swoją aktywność z falami theta w płacie skroniowym tylko wtedy, gdy badani podjęli decyzję na podstawie pamięci.

Naukowcy twierdzą, że mogli nawet stwierdzić, czy badany miał poprawnie zidentyfikować twarz po prostu na podstawie tego, jak silnie neurony wyboru pamięci w płatach czołowych koordynowały swoją aktywność z falami theta w płacie skroniowym.

- Podsumowując, nasze badanie ujawnia kilka kluczowych elementów budujących elastyczność ludzkiego poznania - mówi Adolphs.

Zobacz galerię 6 zdjęć