Výzkum provedený univerzitní klinikou v Bonnu odhaluje jednu z největších záhad lidské mysli: jak je možné si pamatovat detaily i v různých situacích, navzdory zdánlivé podobnosti zážitků.
Studie provedená univerzitní klinikou v Bonnu ukazuje, jak mozek odděluje obsah a kontext, aby vytvořil flexibilní a přesné vzpomínky .
Díky koordinované činnosti dvou specifických skupin neuronů lidský mozek přesně rozlišuje obsah vzpomínky a kontext, ve kterém vzniká. K tomuto závěru dospěla studie provedená univerzitní klinikou v Bonnu a publikovaná v časopise Nature , která vrhá světlo na jednu z největších záhad neurovědy : jak se nám daří zapamatovat si stejné události v různých okolnostech bez záměny a pružně se přizpůsobovat měnícímu se prostředí.
Jak byl experiment navržen a co vědci pozorovali.
Získané údaje vycházejí z experimentu, kterého se zúčastnilo 16 pacientů s epilepsií, kterým byly v rámci léčby implantovány elektrody do hipokampu a přilehlých oblastí.
Podle údajů univerzitní kliniky v Bonnu se tito pacienti dobrovolně zúčastnili úkolu, který byl vyvinut pro podrobnou analýzu toho, jak se uchovávají vzpomínky v lidském mozku. Bylo jim navrženo, aby porovnávali páry obrázků na obrazovce a odpovídali na otázky určující kontext, například: „Větší?“ nebo „Dražší?“
Během 49 sezení vědci zaznamenali aktivitu 3109 neuronů umístěných v klíčových oblastech, jako je parahippokampální kůra, entorhinální kůra, hipokampus a amygdala.
Vědci identifikovali dvě různé skupiny neuronů, které nám umožňují rozlišovat fakta a situace v lidské paměti.
Analýza dat umožnila identifikovat dvě různé populace neuronů. Takzvané „neurony reagující na obsah“ selektivně reagovaly na určité obrázky, bez ohledu na danou instrukci.
Možná vás bude zajímat:Skrytá přísada v ultra zpracovaných potravinách zvyšuje riziko vzniku cukrovky 2. typu.
Na druhé straně „kontextové neurony“ se aktivovaly pouze v reakci na otázku nebo pokyn, bez ohledu na zobrazený obrázek. Většina analyzovaných neuronů kódovala pouze jeden z těchto dvou aspektů: obsah nebo kontext.
Podle údajů časopisu Nature pouze malá část jedinců prokázala schopnost integrovat obě varianty, na rozdíl od toho, co bylo pozorováno v experimentech na zvířatech, kde se kombinace těchto variant vyskytuje častěji.
Kromě toho studie ukazuje, že neuronová aktivita odrážela nejen to, co bylo zobrazeno, ale také časovou strukturu prožitků . Neurony upravovaly svou reakci tak, aby předvídaly pravděpodobnost budoucích podnětů v sekvenci, což naznačuje, že lidský mozek je schopen předvídat a připravovat paměť na to, co se má stát, a integrovat „co“ a „kdy“ každého prožitku.
Neurony v hipokampu synchronizují svou aktivitu během pulzních vln, aby usnadnily tvorbu a vyvolání epizodické paměti .
Mechanismus pro zajištění flexibility a účinnosti paměti
Nejvýznamnější objev byl učiněn na základě pozorování toho, jak obě skupiny neuronů pracují synchronně, když si člověk správně zapamatuje informace. Podle údajů Univerzitní kliniky v Bonnu může aktivace neuronu odpovědného za obsah informací předcházet aktivaci neuronu odpovědného za kontext pouze o několik milisekund.
Tato zákonitost poukazuje na existenci synaptické plasticity a mechanismu „dokončení vzorce“: mozek je schopen obnovit úplnou paměť z fragmentárních informací tím, že spojuje kontext a obsah flexibilním a efektivním způsobem.
Při provádění paměťových úkolů se neurony kódující objekty a místa aktivují současně v takzvaných „vlnových oscilacích“ v hipokampu . Tento jev přispívá k tvorbě a vyvolávání asociativních vzpomínek, což mozku umožňuje obnovit úplné kontexty paměti z fragmentů. Proces společné aktivace synchronizovaný těmito vlnami je důležitým mechanismem pro konsolidaci a reprodukci epizodické paměti.
Tento model dvojité paměti vysvětluje, proč je lidská paměť schopna generalizovat pojmy a opakovaně je používat v nekonečném množství scénářů , aniž by byla závislá na konkrétním neuronu pro každou možnou kombinaci.
Dvojitý mechanismus paměti vysvětluje schopnost mozku generalizovat pojmy a opakovaně používat vzpomínky v měnících se situacích .
Lidská paměť tak může být aktivována v různých podmínkách, aniž by ztratila své základní vlastnosti. Časopis Nature zdůrazňuje, že tento model odděleného, ale koordinovaného zobrazení obsahu a kontextu může být klíčem k rozhodování v měnícím se prostředí , protože rozšiřuje nebo omezuje přístup k informacím podle aktuálních potřeb.
Klinické důsledky, omezení studie a další kroky ve výzkumu.
Autoři studie uznávají existenci určitých omezení : experimenty byly prováděny na pacientech s epilepsií v klinických podmínkách, což mohlo ovlivnit výsledky.
Důležitost budoucích studií, které zkoumají fungování těchto mechanismů u zdravých lidí a v každodenních podmínkách, jakož i nutnost analyzovat fungování systému v pasivních situacích, například při pobytu v určitém prostředí mimo laboratoř.
Dalším prioritním směrem výzkumu bude vývoj experimentů, které umožní výzkumníkům cíleně měnit interakci mezi dvěma skupinami neuronů a sledovat vliv tohoto jevu na získávání informací z paměti a rozhodování. Důkladné pochopení těchto procesů může otevřít nové možnosti pro řešení problémů souvisejících s poruchami paměti a zlepšení vzdělávacích nebo terapeutických strategií.
Koordinace mezi neurony odpovědnými za obsah a kontext umožňuje mozku obnovit celé vzpomínky z fragmentovaných informací.
Kromě toho studie poskytuje důkazy o koordinaci mezi sousedními synapsemi v lidských neuronech . Když je několik sousedních synapsí současně potenciováno, soutěží o molekulární zdroje, ale mohou si také navzájem pomáhat výměnou aktivovaných zdrojů. Tato kolektivní synaptická plasticita potvrzuje myšlenku, že paměť nezávisí na izolovaných uzlech, ale na flexibilních a adaptivních sítích, které integrují mnoho proměnných.
Rovnováha mezi detaily, zobecněním a předvídáním.
Existence samostatných a koordinovaných neuronových systémů pro informace a kontext dává lidské paměti jedinečnou flexibilitu , která jí umožňuje udržovat rovnováhu mezi uchováním konkrétních detailů a schopností zobecňovat znalosti a předvídat budoucí situace. Tento mechanismus zajišťuje přizpůsobení se měnícímu se prostředí bez ztráty přesnosti vzpomínek a tvoří jeden ze základů lidské inteligence a adaptability .
S rozvojem neurovědy v porozumění těmto procesům vyvstávají nové otázky o tom, jak zasahujeme do paměti, jak optimalizujeme učení a jak lze bojovat s poruchami, které ovlivňují reprodukci nebo integraci vzpomínek. Výzkum provedený v Univerzitní nemocnici v Bonnu nejen objasňuje, jak náš mozek rozděluje a spojuje obsah a kontext, ale také otevírá nové směry výzkumu pro hlubší pochopení toho, co znamená pamatovat si a přizpůsobovat se.
