W jaki sposób mózg łączy ze sobą różne wspomnienia?

Neurolodzy z Massachusetts Institute of Technology wierzą, że udało im się odkryć dwa obiegi neuronowe, które koordynują sposób, w jaki wspomnienia powiązane czasowo są formowane i przechowywane w mózgu.

Naukowcy wiedzieli do tej pory, że wspomnienia wydarzeń (tzw. "epizodyczne wspomnienia") są tworzone w obszarze mózgu zwanym hipokampem. Hipokamp otrzymuje informacje z kory śródwęchowej, która przetwarza informacje sensoryczne.

Badania na zwierzętach wykazały, że neurony w mózgu, zwane „komórkami lokalizacyjnymi”, działają w momencie, gdy zwierzę znajdzie się w konkretnym miejscu, które jest związane z pamięcią. Wyjaśnia to, w jaki sposób mózg może łączyć wspomnienia i konkretne miejsca, jednak eksperci stosunkowo niewiele wiedzą na temat powiązań w mózgu konkretnych obiektów i czasu.

Naukowcy stojący za nowymi odkryciami, w swoich badaniach prowadzonych na myszach w 2011 roku, znaleźli pewne odpowiedzi na ten problem. Łącząc wspomnienia z dwóch osobnych doświadczeń zmysłowych - dźwiękowych i porażenia prądem, występujących w 20 sekundowych przerwach oraz analizując reakcje nerwowe myszy, zlokalizowali oni obieg łączący hipokamp i korę śródwęchową w mózgach tych zwierząt. Poprzez zakłócenie tego obwodu (zwanego „obwodem monosynaptycznym”), naukowcy byli w stanie zapobiec kojarzeniu dźwięku z prądem - myszy nie obawiały się dźwięku.

Co mówią nam nowe badania?

W nowych badaniach, bazując na wcześniejszych pracach, badacze odkryli drugi, nieznany wcześniej obwód, który może tłumić obwód monosynaptyczny. Naukowcy odkryli w tym obwodzie nowy typ neuronów, który, nazwali „komórkami wyspowymi”. We wcześniejszych studiach zespół badawczy nie był w stanie połączyć wspomnień dźwiękowych z szokiem przez dłużej niż 20 sekund. Jednak w nowym badaniu, naukowcy odkryli, że są w stanie manipulować tym okresem przypominania, zarówno wydłużając go, jak i skracając. Odkryli, że wzrost aktywności komórek w trzeciej warstwie kory śródwęchowej pozwoliłby myszom na dłuższe połączenia pamięci. Aby skrócić ten czas przypominania, badacze mogli ograniczyć aktywność komórek warstwy trzeciej lub stymulować nowoodkryte komórki wyspowe, co dawało ten sam efekt. Obie metody, stosowane w celu skrócenia łączenia dźwięku ze wstrząsem, były spowodowane „przykręceniem” aktywności w hipokampie. Na tej podstawie badacze wywnioskowali, że dłuższa aktywność w określonym obszarze hipokampu (zwanym "CA1") utrzymuje połączenie tych dwóch wspomnień sensorycznych.

Jak te interakcje obwodów wpływają na nas?

Naukowcy uważają, że równowaga tych dwóch obiegów neuronowych - obwodu monosynaptycznego i komórek wyspowych - pozwoli nam reagować na oznaki zbliżającego się niebezpieczeństwa, bez przesadnej wrażliwości i bez paraliżu spowodowanego strachem. Profesor Susumu Tonegawa, autor badania, uważa, że: „To dla nas ważne, aby być w stanie powiązać rzeczy, które dzieją się w pewnych odstępach czasowych. W przypadku zwierząt, bardzo przydatnym jest wiedzieć, które wydarzenia są kojarzone, a które nie.”

Marcin Wądołowski