Jak mózg decyduje, co zapamiętać
Najnowsze badanie(odnośnik otworzy się w nowym oknie), na podstawie finansowanych ze środków UE projektów MemOpt i SLEEPAWAY, wykazało, że mózg prawdopodobnie „oznacza” pewne doświadczenia podczas uczenia się, aby lepiej utrwalić je w pamięci podczas późniejszego snu. Opublikowane w czasopiśmie „PLOS Biology” badanie dostarcza nowych informacji na temat mechanizmów neuronalnych, dzięki którym nasz mózg decyduje, jakie informacje zostają zachowane na przyszłość. Wspomnienia nie są nieedytowanym powtórzeniem codziennych wydarzeń, lecz raczej wyselekcjonowanym zbiorem najbardziej znaczących doświadczeń. Uważa się, że to adaptacyjne filtrowanie jest napędzane przez proces oznaczania w momencie uczenia się — niektóre wspomnienia są oznaczane jako ważne i traktowane priorytetowo do utrwalenia podczas okresów offline, takich jak sen. Bez tego selektywnego mechanizmu mózg narażony byłby na przeciążenie systemu, nie będąc w stanie odróżnić kluczowych informacji od szumu codziennych doświadczeń. Badania na zwierzętach dostarczyły przekonujących dowodów na to, że nowość, powtarzalność i nagroda wpływają na to, które wspomnienia są oznaczane do przetwarzania zależnego od snu, ale bezpośrednie dowody na istnienie podobnego mechanizmu u ludzi pozostawały nieuchwytne. Nowe badanie wypełnia tę lukę, dostarczając pierwsze jasne dowody neuronalne na to, że ludzki mózg rzeczywiście w momencie powstawania konkretnych wspomnień przygotowuje je do wzmocnienia w nocy. „To, w jaki sposób mózg decyduje, co warto zapamiętać, a co można zapomnieć, wciąż pozostaje tajemnicą”, komentują autorzy badania w komunikacie prasowym opublikowanym w serwisie „EurekAlert!”(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Te nowe odkrycia pomagają znaleźć odpowiedź na to pytanie, po raz pierwszy ujawniając charakterystyczny wzorzec aktywności neuronalnej, który instruuje mózg, które doświadczenia ma przetwarzać podczas snu i przekształcać w pamięć długotrwałą”.
Rozszyfrowanie sygnałów pamięciowych mózgu
Aby zbadać ten mechanizm selekcji wspomnień, naukowcy zrekrutowali 31 zdrowych młodych osób dorosłych i wykorzystali elektroencefalografię (EEG) do pomiaru wzorców aktywności mózgu podczas uczenia się zestawów par przedmiot-słowo. W przypadku każdego uczestnika sprawdzano, czy zapamiętał te pary — natychmiast, następnie po dwugodzinnej przerwie — a cała procedura była powtarzana podczas dwóch oddzielnych wizyt. Podczas jednej wizyty pozwolono im się zdrzemnąć, a podczas drugiej oglądali filmy dokumentalne o przyrodzie. Pozwoliło to zespołowi badawczemu porównać, w jaki sposób materiał był zapamiętywany po okresie snu w porównaniu z okresem czuwania. Naukowcy przeanalizowali odczyty EEG uczestników, odszyfrowując charakterystyczne stany mózgu występujące podczas uczenia się, które odpowiadały wspomnieniom utrwalonym później podczas snu, skutecznie dopasowując powtarzające się oscylacje zarejestrowane podczas kodowania do elementów zapamiętanych po okresie odpoczynku. Odkryli, że pary słowo-przedmiot, którym podczas uczenia się towarzyszyły oscylacje theta w zakresie 3–8 Hz, z większym prawdopodobieństwem przetrwały okres snu, ale nie okres czuwania. Ta aktywność theta z kolei pozwalała przewidzieć silniejsze sprzężenie między powolnymi oscylacjami a wrzecionami snu (wybuchami aktywności neuronalnej w śpiącym mózgu), które same w sobie były związane z lepszą wydajnością pamięci po śnie. Chociaż w badaniu sprawdzano przypominanie sobie informacji dopiero po dwóch godzinach, wyniki wskazują, że oscylacje theta są sygnałem neuronalnym, za pomocą którego mózg oznacza doświadczenia do konsolidacji w nocy. „Nasze nowe odkrycia rzucają nowe światło na procesy mózgowe, które decydują o tym, co ostatecznie zostaje zapamiętane. Może to otworzyć nowe możliwości w zakresie zrozumienia i leczenia powszechnych problemów związanych ze zdrowiem psychicznym, takich jak depresja”, stwierdzają autorzy. Projekt MemOpt (Optimising memory: Understanding the role of sleep in selective memory strengthening) zakończył się w 2024 roku. Projekt SLEEPAWAY (Forgetting unwanted memories in sleep) zakończy się w 2030 roku. Więcej informacji: projekt MemOpt projekt SLEEPAWAY
