Neuronaučnici ustanovili koje moždane ćelije su zadužene za naše uspomene

Krećući se iz prošlosti, kroz sadašnjost u budućnost, formiramo autobiografska sećanja - referentne tačke nas samih na određenom mestu i vremenu. Ova sećanja su nabijena i imaju jasne početke i krajeve, a mi spajamo te niti i formiramo neprekinuti narativ o sebi.

Slično kako opažamo objekte i entitete u svetu oko nas, naša sećanja imaju jasne granice, a u novoj studiji neuronaučnici su pokušali da odgonetnu da li neurofiziološka formacija sećanja odražava karakter sećanja u našem svesnom iskustvu.

Tim je prikupio podatke od pacijenata sa epilepsijom kojima su elektrode hirurški implantirane u mozak kako bi utvrdili u kom delu mozga dolazi do napada.

Uz pristanak, pacijenti sa epilepsijom često učestvuju u neuronaučnim studijama zbog ovih korisnih intrakranijalnih elektroda. Dozvolili su istraživačima da snime aktivnost pojedinačnih neurona dok su gledali filmske snimke sa „kognitivnim granicama“.

Granične ćelije i ćelije događaja

Iako ove granice u našem svakodnevnom životu mogu biti nijansirane i manje očigledne, naučnici su se u istraživačke svrhe fokusirali na ono što su nazvali „tvrdim“ i „mekim“ granicama.

„Primer meke granice bi bila scena u kojoj dvoje ljudi hodaju hodnikom i razgovaraju, a u sledećoj sceni im se pridružuje treća osoba, ali to je i dalje deo istog narativa“, objašnjava Juli Ruthauzer, neurohirurg u bolnici u Los Anđelesu, direktor Centra za neuronauku i medicinu i koautor studije.

„Razlika između čvrstih i mekih granica je u veličini odstupanja od narativa koji je u toku. Da li je to potpuno drugačija priča ili kao nova scena iz iste priče?“

Istraživači su uspeli da pronađu dve vrste ćelija koje su reagovale na ove kognitivne granice: „granične ćelije“, koje su reagovale i na meke i na tvrde granice, i „ćelije događaja“ koje su reagovale isključivo na čvrste granice.

Rutishauzer i njegov tim veruju da kada aktivnost događaja i graničnih ćelija dostigne vrhunac, nakon čvrste granice kada se obe ćelije aktiviraju, mozak ulazi u stanje kreiranja nović sećanja.

„Granični odgovor je kao kad otvorite novi folder u računaru“, dodaje Ruthauzer. „Onda u njega možete da ubacujete podatke. A kad dođete do određene granice, zatvarete prvi i otvarate novi folder“.

Treba pronaći pravi folder

Kada mozak pokušava da pronađe te podatke, vrhunac neuronske aktivnosti se odvija na granicama pronalaženja pravog foldera.

„Kada pokušavamo da se setimo nečega, to izaziva paljenje moždanih ćelija. Memorijski sistem zatim upoređuje ovaj obrazac aktivnosti sa svim prethodnim pikovima moždanih aktivnosti koji su se desila na određenim granicama. Ako pronađe nešto slično, otvara taj folder. Na sekund se vraćate do te tačke u vremenu, i stvari koje su se tada dogodile dolaze u fokus“, kaže Ruthauzer.

Istraživači su zatim testirali svoju teoriju pitajući učesnike da su ili ne videli određene slike u filmskim klipovima. Potvrđujući pretpostavke istraživača, bila je veća verovatnoća da će se učesnici prisetiti slika koje su blisko pratile čvrstu ili meku granicu, na mestu formiranja novog sećanja.

U drugom testu, učesnicima je postavljeno pitanje koju su sliku od dve ponuđene prvo videli dok su gledali filmske klipove. Učesnicima je bilo teže da se sete tačne sekvence ako su se slike pojavile na suprotnim stranama čvrste granice, što sugeriše da je mozak segmentirao te slike u odvojena sećanja.

Dve različite uloge u struktuiranju sećanja

„Zajedno, ovi nalazi sugerišu da granične ćelije i ćelije događaja igraju dve uloge u epizodinoj memoriji – strukturiraju sećanja tokom kodiranja i služe kao markeri za vremenske periode koji se kasnije ponovo uspostavljaju“, navode autori.

Štaviše, kada se ćelije događaja aktiviraju na vreme sa jednim od unutrašnjih ritmova mozga, teta ritmom – talasnim oblikom neurološke aktivnosti koji je povezan sa učenjem, pamćenjem i orijentacijom – učesnici su mogli bolje da se sete redosleda slika koje su videli.

„Smatra se da su teta ritmovi 'vremenski lepak' za epizodno pamćenje“, napominje Ćije Džang, rukovodeći autor studije sa Harvardskog medicinskog fakulteta.

„Mislimo da aktiviranje ćelija događaja u sinhronizaciji sa teta ritmom gradi veze zasnovane na vremenu u različitim memorijskim folderima“. Stoga se čini da ćelije događaja pomažu da uspostavimo vremenski poredak naših sećanja, dok su granične ćelije više uključene u prepoznavanje sadržaja sećanja.