Tyliosios atminties paneigimas: smegenys aktyviai apdoroja neatididžią informaciją

Supratimas, kaip žmogaus smegenys saugo informaciją ir ją panaudoja įvairioms užduotims atlikti, jau seniai yra pagrindinis neurologijos ir psichologijos tyrimų tikslas. Mokslininkai anksčiau nustatė skirtingus atminties tipus, kurių kiekvienas turi savo savybių ir funkcijų.

Vienas iš tokių tipų yra darbinė atmintis, apimanti trumpalaikį svarbios informacijos saugojimą ir apdorojimą, ypač tos, kurios reikia loginėms užduotims atlikti ar sprendimams priimti artimiausioje ateityje. Tyrimai rodo, kad šis laikinas informacijos saugojimas yra susijęs su nuolatiniu ir ilgalaikiu tam tikrų smegenų neuronų aktyvumu.

Daugumoje ankstesnių darbo atminties tyrimų buvo naudojamos užduotys, kuriose dalyvių buvo prašoma prisiminti visą jiems pateiktą informaciją.

Tačiau labai mažai tyrimų bandė suprasti, kaip smegenys saugo „neatidumo“ informaciją, tai yra, dirgiklius, kurie šiuo metu nėra dėmesio centre ir nėra tiesiogiai susiję su atliekama užduotimi.

Lenkijos mokslų akademijos, SUNY Upstate universiteto, Elko karo ligoninės ir Vroclavo medicinos universiteto mokslininkai nusprendė patikrinti teorinio modelio, kuris rodo, kad egzistuoja „tylus veiklos mechanizmas“, atsakingas už neatidumo informacijos saugojimą, pagrįstumą.

Jų rezultatai, paskelbti žurnale „Nature Human Behaviour“, paneigia šią teorinę prielaidą ir rodo, kad neatidumo informacijos saugojimas taip pat susijęs su neuronų aktyvumu.

„Žinome, kad mūsų darbinės atminties elementus – mūsų mintis – reprezentuoja specializuotų neuronų aktyvumas“, – „Medical Xpress“ sakė vyresnysis autorius Janas Kaminskis.
„Kai mums reikia ką nors išlaikyti atmintyje, tam tikri neuronai tampa aktyvesni. Pavyzdžiui, kai įsimename telefono numerį, tam tikri neuronai laikinai tampa aktyvesni, koduodami tą informaciją.“
„Tačiau naujausi tyrimai rodo, kad jei atminties elementas laikinai nefokusuojamas, neuronų aktyvumas grįžta į foninį lygį – pavyzdžiui, kai mums reikia prisiminti telefono numerį, bet laikinai pereiti prie kitos užduoties.“

Šios prielaidos daugiausia buvo pagrįstos duomenimis, gautais naudojant neinvazinius metodus, tokius kaip EEG ir fMRI. Tačiau šie metodai matuoja vidutinį šimtų tūkstančių neuronų aktyvumą, o tai reiškia, kad nedidelės ląstelių grupės aktyvumą gali „praryti“ aplinkinių neuronų neveiklumas.

„Mūsų laboratorija specializuojasi tiesiogiai registruojant neuronų aktyvumą invazinių klinikinių procedūrų metu, pavyzdžiui, implantuojant elektrodus į pacientų smegenis epilepsijai stebėti“, – sako Kaminski.
„Tai suteikia unikalią galimybę tiesiogiai patikrinti tyliosios veiklos hipotezę. Šiame tyrime registravome neuronų aktyvumą smilkininėje skiltyje, kuri žinoma dėl savo vaidmens darbinėje atmintyje.“

Dalyviams buvo parodytos dvi nuotraukos ir paprašyta prisiminti abi, bet pirmoje eksperimento dalyje sutelkti dėmesį tik į vieną. Vėliau jie turėjo arba toliau sutelkti dėmesį į tą pačią nuotrauką, arba persijungti į anksčiau „nesufokusuotą“.

„Šis eksperimentinis modelis vadinamas dviguba retrospektyvos paradigma ir buvo naudojamas ankstesniuose tyrimuose“, – aiškina pirmoji straipsnio autorė Katarzyna Paluch.
„Aktyvumui užregistruoti naudojome intrakranijinę EEG – klinikinę procedūrą, kurios metu elektrodai chirurginiu būdu įdedami tiesiai į paciento smegenis, pavyzdžiui, diagnozuojant epilepsiją. Tai leido mums užregistruoti atskirų neuronų aktyvumą.“

Dalyviams perjungiant dėmesį nuo vieno paveikslėlio prie kito, mokslininkai užfiksavo smilkininės skilties neuronų aktyvumą, kad suprastų, kaip smegenys saugo „nesufokusuotą“ informaciją.

„Mūsų nuostabai, pastebėjome, kad net vaizdas, į kurį dalyvis nesutelkė dėmesio, ir toliau buvo aktyviai vaizduojamas neuronų aktyvumo dėka“, – teigė Kaminski.
„Tai prieštarauja tyliosios atminties hipotezei ir rodo, kad nefokusuoti elementai darbinėje atmintyje taip pat vaizduojami aktyvios neuronų veiklos dėka. Mūsų rezultatai rodo, kad didelę mūsų darbinės atminties dalį – šį psichinį „eskizą“ – palaiko aktyvios neuronų veiklos dėka.“

Taigi, mintis ir kitą informaciją, kuri nėra dėmesio centre, vis dar palaiko aktyvūs neuronai, o ne koks nors „tylus“ mechanizmas, kaip manyta anksčiau.

Be to, kad šie atradimai yra esminės svarbos suprantant, kaip veikia atmintis, jie taip pat gali turėti įtakos psichikos sutrikimų, susijusių su darbinės atminties sutrikimu, pvz., ADHD, OCD ir šizofrenija, gydymo būdų kūrimui.

„Pavyzdžiui, mūsų rezultatai leidžia mums galvoti apie neuroninių implantų arba elektrinių stimuliatorių, kurie gali padėti išlaikyti konkrečią informaciją darbinėje atmintyje, kūrimą, taip išplečiant terapijos galimybes“, – pridūrė Kaminski.
„Šiuo metu mūsų laboratorija toliau tiria darbinę atmintį ir jos neuroninius mechanizmus, naudodama tiesioginius smegenų veiklos įrašus.
Ateityje planuojame tirti, kaip smegenys persijungia tarp esamos informacijos išsaugojimo ir naujos informacijos įsiminimo, o tai yra labai svarbu lanksčiai kognityvinei veiklai.“