Zdjęcie: Adobe Stock
Przechowywanie informacji w pamięci roboczej – nawet gdy nie jest ona aktywnie wykorzystywana – opiera się na ciągłych procesach neuronalnych. Spostrzeżenie to wynika z najnowszych badań przeprowadzonych przez zespół dr. Jana Kamińskiego w Instytucie Nenckiego PAN, szczegółowo opisanych w czasopiśmie Nature Human Behavior .
Pamięć robocza – wcześniej nazywana pamięcią krótkotrwałą – działa jak poznawcza przestrzeń robocza, tymczasowo przechowując krytyczne dane do natychmiastowego przetworzenia przed ich konsolidacją lub usunięciem. Umożliwia ona wykonywanie takich zadań, jak przywołanie kodu BLIK, śledzenie składników do pieczenia czy wykonywanie obliczeń w pamięci.
„Zbadaliśmy procesy neuronalne stojące za pamięcią roboczą. Kwestionując dominującą hipotezę aktywności i ciszy, nasze odkrycia pokazują, że informacje przechowywane w pamięci roboczej, nawet jeśli nie są świadomie priorytetyzowane, nadal są wspierane przez trwającą aktywność neuronalną” – stwierdził dr Jan Kamiński z Pracowni Neurofizjologii Umysłu Instytutu Nenckiego w rozmowie z PAP.
„Większość procesów poznawczych wydaje się być zakorzeniona w ciągłej aktywności elektrycznej neuronów – niezależnie od tego, czy myśl jest aktywnie wykorzystywana, czy też po prostu trzymana w rezerwie” – zauważa dalej dr Kamiński.
Wyniki badań opublikowano w prestiżowym czasopiśmie Nature Human Behavior , a główną autorką jest dr Katarzyna Paluch.
Pamięć robocza umożliwia jednoczesne przechowywanie wielu punktów danych. Rozważmy grę w dopasowywanie kart: odwrócenie karty pozwala nam zapamiętać położenie pary. Podczas gdy te dane na krótko docierają do świadomości, pamięć robocza jednocześnie przechowuje informacje o innych odkrytych kartach, gotowe do odczytania w razie potrzeby.
Naukowcy chcieli zbadać, w jaki sposób podtrzymywane są tymczasowo niewykorzystane informacje. Wcześniejsze badania z wykorzystaniem EEG i fMRI sugerowały, że nieaktywne elementy mogą znajdować się w stanie „cichym”, pozbawionym wykrywalnych sygnałów neuronowych. Jednak metody te oceniają szerokie populacje neuronów, potencjalnie pomijając niuanse aktywności w pojedynczych komórkach.
Grupa dr. Kamińskiego przyjęła innowacyjną strategię: monitorowanie aktywności pojedynczych neuronów u ludzi – metodę rzadko wykonalną. Przełom nastąpił dzięki współpracy z pacjentami z padaczką lekooporną, u których wszczepiono elektrody wewnątrzczaszkowe w celu mapowania napadów padaczkowych.
„Około 30% przypadków padaczki jest opornych na farmakoterapię. Często konieczne staje się chirurgiczne usunięcie źródła napadu, ale kluczowa jest precyzyjna lokalizacja” – wyjaśnia Jan Kamiński.
Elektrody diagnostyczne umieszczone w przyśrodkowych płatach skroniowych pacjentów — kluczowe dla funkcji pamięci — pozwoliły badaczom śledzić zachowanie pojedynczych neuronów za pomocą specjalistycznych mikroelektrod.
Uczestnicy zostali przebadani w celu zidentyfikowania neuronów reagujących na określone bodźce (np. zwierzęta, gwiazdy, przedmioty). Podczas eksperymentów koncentrowali się na jednym obrazie, zapamiętując jednocześnie inny, aby wykorzystać go z opóźnieniem. Następnie analizowano aktywność neuronów powiązanych z obrazem, na którym nie obserwowano.
Wyniki pokazały, że neurony kodujące nieostry obraz pozostały aktywne, aczkolwiek ze zmienionymi wzorcami aktywności w porównaniu z bezpośrednią obserwacją. Zmiana uwagi modyfikowała profile aktywności, ale ich nie zatrzymywała.
Zdaniem dr. Kamińskiego przeczy to hipotezie „cichego przechowywania”, a wręcz wzmacnia ideę, że pamięć robocza aktywnie przechowuje informacje, nawet poza obszarem bezpośredniego zainteresowania.
Praca ta poszerza wiedzę na temat zapamiętywania informacji mózgowych i może dostarczyć wskazówek dotyczących radzenia sobie z zaburzeniami wpływającymi na pamięć roboczą, takimi jak ADHD, OCD, schizofrenia czy depresja.
„Te spostrzeżenia znacząco poszerzają naszą wiedzę na temat systemów pamięci i mogą prowadzić do udoskonalenia strategii diagnostycznych i terapeutycznych w przypadku upośledzeń funkcji poznawczych” – podsumowuje Jan Kamiński.
Źródło artykułu: Nature Human Behavior .
Ludwik Tomal (PAP)
lt/ bar/ amac/
