Zdjęcie: Adobe Stock
Przechowywanie informacji w pamięci roboczej – nawet gdy nie jest ona aktywnie wykorzystywana – wymaga ciągłej aktywności neuronalnej. Wniosek ten pochodzi z niedawnych badań przeprowadzonych przez zespół dr. Jana Kamińskiego w Instytucie Nenckiego PAN, opublikowanych w czasopiśmie „Nature Human Behavior” .
Pamięć robocza, często porównywana do poznawczego notatnika lub tymczasowego systemu przechowywania danych, umożliwia nam przechowywanie ulotnych informacji do natychmiastowego wykorzystania, np. przypomnienia sobie kodu BLIK, śledzenia składników do pieczenia lub wykonywania obliczeń numerycznych przed sfinalizowaniem lub odrzuceniem danych.
„Zbadaliśmy neuronalne podstawy pamięci roboczej. Kwestionując dominującą hipotezę aktywności i ciszy, nasze odkrycia wskazują, że niezauważone myśli, zachowane w pamięci roboczej, nadal są wspierane przez utrzymujące się pobudzenie neuronalne” – zauważył dr Jan Kamiński z Laboratorium Neurofizjologii Umysłu Instytutu Nenckiego w rozmowie z PAP.
– Znaczna część procesów poznawczych wydaje się opierać na ciągłych neuronalnych sygnałach elektrycznych – niezależnie od tego, czy myśl jest aktywnie przetwarzana, czy też jedynie przechowywana w rezerwie – podkreśla dr Kamiński.
Badanie, którego wyniki opublikowano w renomowanym czasopiśmie Nature Human Behavior , zostało przeprowadzone pod przewodnictwem głównej autorki, dr Katarzyny Paluch.
Zdolność pamięci roboczej do jednoczesnego przechowywania wielu informacji można zilustrować za pomocą gry w dopasowywanie kart. Odwracając kartę, w myślach notujemy położenie pary. Podczas gdy ten szczegół dociera do świadomości, pamięć robocza jednocześnie zapamiętuje położenie innych, wcześniej odkrytych kart, nawet jeśli nie są one w centrum uwagi.
Celem badań było odkrycie, w jaki sposób tymczasowo niewykorzystane informacje są podtrzymywane. Wcześniejsze badania z wykorzystaniem EEG i fMRI sugerowały, że nieaktywne elementy mogą znajdować się w stanie „cichym” bez wykrywalnych sygnałów neuronowych. Jednak metody te monitorują duże grupy neuronów, potencjalnie przeoczając niską aktywność w pojedynczych komórkach.
Zespół dr. Kamińskiego zastosował innowacyjne podejście, rejestrując aktywność pojedynczych neuronów u ludzi – to rzadkie osiągnięcie było możliwe dzięki współpracy z pacjentami cierpiącymi na padaczkę oporną na leczenie farmakologiczne, poddającymi się procedurom diagnostycznym z wykorzystaniem implantów elektrod wewnątrzczaszkowych.
„Około 30% przypadków padaczki nie reaguje na leczenie farmakologiczne. Chirurgiczne usunięcie ogniska padaczkowego jest często najskuteczniejszym leczeniem, ale precyzyjna lokalizacja jest kluczowa” – wyjaśnia Kamiński.
Elektrody diagnostyczne wszczepione w przyśrodkowy płat skroniowy — kluczowy obszar pamięci — pozwoliły badaczom śledzić zachowanie poszczególnych neuronów za pomocą specjalistycznych mikroelektrod.
Podczas eksperymentów uczestnicy oglądali dwa znane obrazy, aktywnie skupiając się na jednym, a jednocześnie zapamiętując drugi. Analiza wykazała, że neurony kodujące niezauważony obraz pozostały aktywne, aczkolwiek ze zmienionymi wzorcami aktywności w porównaniu z sytuacją, gdy obraz był w centrum uwagi. Zmiana uwagi modyfikowała tryb aktywności, ale go nie dezaktywowała.
Obserwacje te podważają model „aktywności-ciszy”, wzmacniając tezę, że pamięć robocza podtrzymuje informacje poprzez aktywność neuronalną, nawet gdy nie jest używana, jak twierdzi dr Kamiński.
Odkrycia te poszerzają wiedzę na temat przechowywania informacji w mózgu i mogą pomóc w diagnozowaniu i leczeniu schorzeń powiązanych z deficytami pamięci roboczej, takich jak ADHD, OCD, schizofrenia i depresja.
– Nasze badania poszerzają wiedzę na temat systemów pamięci i mogą utorować drogę do udoskonalonych narzędzi diagnostycznych i strategii terapeutycznych w przypadku upośledzeń funkcji poznawczych – podsumowuje Kamiński.
Źródło artykułu: Nature Human Behavior .
Ludwik Tomal (PAP)
lt/ bar/ amac/
