Mechanizmy działania pamięci od stuleci budziły zainteresowanie zarówno naukowców, jak i filozofów oraz pisarzy. „Ludzka istota jest bowiem zależna od pamięci, a pamięć chwili nie wie nic o tym, co się zdarzyło później. Mgnienie obrazu niezmiennie istnieje i żyje, a wraz z nim żyje człowiek, którego postać powieliły odbicia. W tych rozproszonych, a przy tym zwielokrotnionych obrazach wracają do życia zmarli”, pisał na początku XX wieku Marcel Proust, autor W poszukiwaniu straconego czasu, najsłynniejszego cyklu powieściowego poświęconego między innymi meandrom ludzkiej pamięci.
Ostatnio, dzięki zaawansowanym metodom obliczeniowym i z wykorzystaniem uczenia maszynowego mechanizmy ludzkiej pamięci zgłębiali badacze Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN, UW oraz Instytutu Fizjologii Akademii Nauk Republiki Czeskiej – mierząc i wizualizując aktywację genów związanych z uczeniem się w ponad 2 mln neuronów w 14 strukturach mózgu.
Gdzie ukrywają się wspomnienia?
Jak zauważają badacze, współczesne modele pamięci zazwyczaj obejmują wiele poziomów funkcjonalnych. Wspomnienia są najpierw formowane w pamięci krótkoterminowej. Ta jednak musi wytrzymać stały napływ nowych informacji. Wybrane dane są więc następnie przenoszone do pamięci długoterminowej, w oparciu o pewną ocenę ich możliwej przydatności. Co ciekawe, proces ten może zająć dużo czasu, trwa jednak znacznie krócej, gdy podobne wspomnienia (często określane jako schematy) są już w niej obecne. To działa poniekąd także w drugą stronę. Pamięć długoterminowa reaguje jako pierwsza podczas przypominania, wyzwalana przez jakiś bodziec zgodny z pewnym obecnym już w naszym mózgu zapisem. Ale gdzie dokładnie przechowywane są konkretne wspomnienia? Czy można w jakiś sposób „zlokalizować” ich położenie?
Zespół naukowców przeprowadził szereg eksperymentów, obejmujących eksperymenty behawioralne, barwienie fluorescencyjne IEG, analizę obrazów pozyskanych dzięki skanom komputerowym mózgu, a także tzw. interwencję chemogenetyczną zakładającą wewnątrzczaszkowe zastrzyki określonego wektora wirusowego. Eksperymentom poddano laboratoryjne szczury.
Dzięki przeprowadzonym analizom badacze odkryli, że podczas tzw. procesu konsolidacji dana informacja przenoszona jest do coraz mniejszych, wyspecjalizowanych grup neuronów, które odpowiadają właśnie za nią. Ponadto, eksperymenty dowiodły, że wspomnienia, które wiążą się z odczuwaniem przyjemności, powstają dzięki współpracy tych struktur naszego mózgu, które odpowiadają za pamięć przestrzenną i nawigację, oraz regulują przeżywanie emocji. Kluczową rolę odgrywa tu centralne ciało migdałowate.
Pożytki z lokalizowania wspomnień
Dzięki pracy badaczy – możliwe stało się określenie „miejsca”, w którym sytuuje się w naszym mózgu konkretne wspomnienie. Na takie zlokalizowane wspomnienie można wpływać – modyfikować je lub wygaszać poprzez genetyczne rekombinacje oraz celowane interwencje farmakologiczne.
– Czasem pamięć nam szkodzi, na przykład odtwarzając traumatyczne przeżycia w PTSD albo wspierając patologiczne poszukiwanie substancji czy bodźca w uzależnieniach. W tych przypadkach jednak krytyczny jest związek między wspomnieniem a jego kontekstem emocjonalnym. Nasz model sugeruje, że przez zaburzenie połączeń między strukturami pamięci i emocjonalnymi można osłabić objawy w momencie napadu, a pobudzenie mechanizmów rekonsolidacji pomoże utrwalić efekt na stałe. Nasz zespół bada teraz te hipotezy w grancie poświęconym substancjom psychodelicznym – stwierdza dr Miron Kursa.
