Pobijanje tihog pamćenja: mozak aktivno obrađuje informacije nastale nepažnjom

Razumijevanje načina na koji ljudski mozak pohranjuje informacije, a zatim ih koristi za obavljanje različitih zadataka dugo je bio glavni cilj istraživanja u neuroznanosti i psihologiji. Znanstvenici su prethodno identificirali različite vrste pamćenja, svaku sa svojim karakteristikama i funkcijama.

Jedna takva vrsta je radna memorija, koja uključuje kratkoročno pohranjivanje i obradu važnih informacija, posebno onih potrebnih za izvršavanje logičkih zadataka ili donošenje odluka u bliskoj budućnosti. Istraživanja pokazuju da je ovo privremeno pohranjivanje informacija povezano s konstantnom i održivom aktivnošću određenih neurona u mozgu.

Većina prošlih studija o radnom pamćenju koristila je zadatke u kojima su sudionici bili zamoljeni da se sjete svih informacija koje su im predstavljene.

Međutim, vrlo malo studija pokušalo je razumjeti kako mozak pohranjuje „nepažljive“ informacije - odnosno podražaje koji trenutno nisu u fokusu pažnje i nisu izravno relevantni za zadatak koji je pred njima.

Znanstvenici Poljske akademije znanosti, Sveučilišta New York u New Yorku, Vojne bolnice u Elku i Medicinskog sveučilišta u Wroclawu odlučili su testirati valjanost teorijskog modela koji sugerira postojanje „mehanizma tihe aktivnosti“ odgovornog za pohranjivanje informacija uzrokovanih nepažnjom.

Njihovi rezultati, objavljeni u časopisu Nature Human Behaviour, osporavaju ovu teorijsku pretpostavku i umjesto toga pokazuju da je pohranjivanje informacija koje nisu usmjerene na pažnju također povezano s neuronskom aktivnošću.

„Znamo da su elementi našeg radnog pamćenja – naše misli – predstavljeni aktivnošću specijaliziranih neurona“, rekao je glavni autor Jan Kaminski za Medical Xpress.
„Kada trebamo nešto zadržati u umu, određeni neuroni postaju aktivniji. Na primjer, kada pamtimo telefonski broj, određeni neuroni privremeno postaju aktivniji, kodirajući tu informaciju.“
„Međutim, nedavna istraživanja sugeriraju da ako je element pamćenja privremeno izvan fokusa, aktivnost neurona vraća se na pozadinske razine – na primjer, kada trebamo zapamtiti telefonski broj, ali privremeno pređemo na drugi zadatak.“

Ove pretpostavke su se uglavnom temeljile na podacima dobivenim korištenjem neinvazivnih metoda poput EEG-a i fMRI-a. Međutim, ove metode mjere prosječnu aktivnost stotina tisuća neurona, što znači da aktivnost male skupine stanica može biti „progutana“ neaktivnošću okolnih neurona.

„Naš laboratorij specijaliziran je za izravno snimanje neuronske aktivnosti tijekom invazivnih kliničkih postupaka, poput ugradnje elektroda u mozak pacijenata za praćenje epilepsije“, kaže Kaminski.
„Ovo pruža jedinstvenu priliku za izravno testiranje hipoteze o tihoj aktivnosti. U ovoj studiji zabilježili smo aktivnost neurona u temporalnom režnju, poznatom po svojoj ulozi u radnom pamćenju.“

Sudionicima su prikazane dvije slike i zamoljeni su da zapamte obje, ali da se u prvom dijelu eksperimenta usredotoče samo na jednu. Kasnije su se morali ili nastaviti fokusirati na istu sliku ili prebaciti na onu koja je prethodno bila "izvan fokusa".

„Ovaj eksperimentalni dizajn naziva se paradigma dvostrukog retro-znaka i korišten je u prethodnim studijama“, objašnjava Katarzyna Paluch, prva autorica rada.
„Za snimanje aktivnosti koristili smo intrakranijalni EEG, klinički postupak u kojem se elektrode kirurški postavljaju izravno u mozak pacijenta, na primjer za dijagnosticiranje epilepsije. To nam je omogućilo snimanje aktivnosti pojedinačnih neurona.“

Dok su sudionici prebacivali pažnju s jedne slike na drugu, znanstvenici su bilježili aktivnost neurona u temporalnom režnju kako bi razumjeli kako mozak pohranjuje informacije koje nisu u fokusu.

„Na naše iznenađenje, otkrili smo da je čak i slika na koju se sudionik nije fokusirao nastavila biti aktivno predstavljena putem neuronskog aktiviranja“, rekao je Kaminski.
„To proturječi hipotezi o tihom pohranjivanju i pokazuje da su stavke izvan fokusa u radnom pamćenju također predstavljene aktivnom neuronskom aktivnošću. Naši rezultati sugeriraju da se veliki dio našeg radnog pamćenja - ova mentalna 'skica' - održava aktivnim neuronskim aktiviranjem.“

Dakle, misli i druge informacije koje su izvan fokusa pažnje i dalje su podržane aktivnim neuronima, a ne nekim „tihim“ mehanizmom, kako se prije pretpostavljalo.

Osim što imaju temeljnu važnost za razumijevanje funkcioniranja pamćenja, ovi nalazi mogu utjecati i na razvoj liječenja mentalnih poremećaja koji uključuju oštećenje radnog pamćenja, poput ADHD-a, opsesivno-kompulzivnog poremećaja i shizofrenije.

„Na primjer, naši rezultati nam omogućuju razmišljanje o stvaranju neuronskih implantata ili električnih stimulatora koji mogu pomoći u održavanju specifičnih informacija u radnom pamćenju, proširujući mogućnosti terapije“, dodao je Kaminski.
„Naš laboratorij trenutno nastavlja proučavati radno pamćenje i njegove neuronske mehanizme koristeći izravne snimke moždane aktivnosti.
U budućnosti planiramo proučavati kako mozak prebacuje između održavanja trenutnih informacija i pamćenja novih informacija, što je ključno za fleksibilnu kognitivnu aktivnost.“