Zavrnitev tihega spomina: možgani aktivno obdelujejo nepozorne informacije

Razumevanje, kako človeški možgani shranjujejo informacije in jih nato uporabljajo za opravljanje različnih nalog, je že dolgo glavni cilj raziskav v nevroznanosti in psihologiji. Znanstveniki so že prej opredelili različne vrste spomina, vsaka s svojimi značilnostmi in funkcijami.

Ena takšnih vrst je delovni spomin, ki vključuje kratkoročno shranjevanje in obdelavo pomembnih informacij, zlasti tistih, ki so potrebne za opravljanje logičnih nalog ali sprejemanje odločitev v bližnji prihodnosti. Raziskave kažejo, da je to začasno shranjevanje informacij povezano s stalno in trajno aktivnostjo določenih nevronov v možganih.

Večina preteklih študij o delovnem spominu je uporabljala naloge, pri katerih so bili udeleženci pozvani, da si zapomnijo vse informacije, ki so jim bile predstavljene.

Vendar pa je zelo malo študij poskušalo razumeti, kako možgani shranjujejo »nepozorne« informacije – torej dražljaje, ki trenutno niso v središču pozornosti in niso neposredno povezani z nalogo, ki jo trenutno opravljajo.

Znanstveniki Poljske akademije znanosti, SUNY Upstate, vojaške bolnišnice v Elku in Medicinske univerze v Vroclavu so se odločili preizkusiti veljavnost teoretičnega modela, ki nakazuje na obstoj "mehanizma tihe aktivnosti", ki je odgovoren za shranjevanje nepozornih informacij.

Njihovi rezultati, objavljeni v reviji Nature Human Behaviour, izpodbijajo to teoretično predpostavko in namesto tega kažejo, da je shranjevanje nepozornih informacij povezano tudi z nevronsko aktivnostjo.

»Vemo, da elemente našega delovnega spomina – naše misli – predstavlja aktivnost specializiranih nevronov,« je za Medical Xpress povedal višji avtor Jan Kaminski.
»Ko si moramo nekaj zapomniti, postanejo določeni nevroni bolj aktivni. Na primer, ko si zapomnimo telefonsko številko, določeni nevroni začasno postanejo bolj aktivni in kodirajo te informacije.«
»Vendar pa nedavne raziskave kažejo, da če je element spomina začasno izven fokusa, se aktivnost nevronov vrne na raven ozadja – na primer, ko si moramo zapomniti telefonsko številko, a začasno preklopimo na drugo nalogo.«

Te predpostavke so bile v veliki meri osnovane na podatkih, pridobljenih z neinvazivnimi metodami, kot sta EEG in fMRI. Vendar pa te metode merijo povprečno aktivnost sto tisoč nevronov, kar pomeni, da lahko aktivnost majhne skupine celic »požre« neaktivnost okoliških nevronov.

»Naš laboratorij je specializiran za neposredno beleženje nevronske aktivnosti med invazivnimi kliničnimi posegi, kot je vstavljanje elektrod v možgane pacientov za spremljanje epilepsije,« pravi Kaminski.
»To ponuja edinstveno priložnost za neposredno preizkušanje hipoteze o tihi aktivnosti. V tej študiji smo zabeležili aktivnost nevronov v temporalnem režnju, znanih po svoji vlogi v delovnem spominu.«

Udeležencem so pokazali dve sliki in jih prosili, naj si zapomnijo obe, vendar naj se v prvem delu poskusa osredotočijo le na eno. Kasneje so se morali bodisi še naprej osredotočati na isto sliko bodisi preklopiti na prej »neostreno«.

»Ta eksperimentalna zasnova se imenuje paradigma dvojnega retro-namiga in je bila uporabljena že v prejšnjih študijah,« pojasnjuje Katarzyna Paluch, prva avtorica članka.
»Za beleženje aktivnosti smo uporabili intrakranialni EEG, klinični postopek, pri katerem se elektrode kirurško namestijo neposredno v bolnikove možgane, na primer za diagnosticiranje epilepsije. To nam je omogočilo beleženje aktivnosti posameznih nevronov.«

Ko so udeleženci preusmerjali pozornost z ene slike na drugo, so znanstveniki beležili aktivnost nevronov v temporalnem režnju, da bi razumeli, kako možgani shranjujejo informacije, ki niso bile v fokusu.

»Na naše presenečenje smo ugotovili, da je bila celo slika, na katero se udeleženec ni osredotočal, še naprej aktivno predstavljena z nevronskim proženjem,« je dejal Kaminski.
»To je v nasprotju s hipotezo o tihem shranjevanju in kaže, da so tudi elementi, ki niso v fokusu v delovnem spominu, predstavljeni z aktivno nevronsko aktivnostjo. Naši rezultati kažejo, da velik del našega delovnega spomina – ta miselna 'skica' – vzdržuje aktivno nevronsko proženje.«

Tako misli in druge informacije, ki so zunaj središča pozornosti, še vedno podpirajo aktivni nevroni in ne nek "tihi" mehanizem, kot se je prej domnevalo.

Poleg temeljnega pomena za razumevanje delovanja spomina lahko te ugotovitve vplivajo tudi na razvoj zdravljenja duševnih motenj, ki vključujejo okvaro delovnega spomina, kot so ADHD, obsesivno-kompulzivna motnja in shizofrenija.

»Naši rezultati nam na primer omogočajo razmišljanje o ustvarjanju nevronskih vsadkov ali električnih stimulatorjev, ki lahko pomagajo ohranjati specifične informacije v delovnem spominu in s tem širijo možnosti terapije,« je dodal Kaminski.
»Naš laboratorij trenutno nadaljuje s preučevanjem delovnega spomina in njegovih nevronskih mehanizmov z uporabo neposrednih posnetkov možganske aktivnosti.
V prihodnosti nameravamo preučevati, kako možgani preklapljajo med ohranjanjem trenutnih informacij in pomnjenjem novih informacij, kar je ključnega pomena za fleksibilno kognitivno aktivnost.«