Cum stochează creierul amintirile. Misterele memoriei

Memoria este unul dintre elementele constitutive ale creierului. Ea ne poate ajuta să ne păstrăm în siguranță – arzătorul roșu de la aragaz este fierbinte, nu-l atingeți! – și formează baza identităților noastre și a relatărilor despre viețile noastre.

Cum stochează creierul amintirile și cum le recuperează?

Cel mai simplu răspuns este că creierul uman se remodelează cu fiecare nouă amintire. Acest lucru se întâmplă prin acțiunea sinapselor, sau a micilor spații dintre celulele creierului. Celulele creierului, sau neuronii, comunică între ele printr-un sistem electrochimic elegant. O modificare a sarcinii electrice a unei celule declanșează eliberarea de substanțe chimice numite neurotransmițători prin sinapse. Neurotransmițătorii sunt apoi absorbiți de neuronul de pe cealaltă parte a spațiului, unde declanșează modificări electrice în acea celulă.

„În cele din urmă, amintirile sunt codificate în circuite, iar sinapsele sunt doar un mijloc de a grava aceste circuite”, a declarat, pentru livesciene.com, Don Arnold, cercetător în neuroștiințe la University of Southern California: „Asta este ceea ce se schimbă în creier atunci când se creează o amintire, aveți acest nou circuit care codifică amintirea”.

Atunci când un neuron stimulează în mod continuu un altul, conexiunea lor se întărește, ceea ce înseamnă că devine din ce în ce mai ușor pentru ei să se stimuleze reciproc pe măsură ce trece timpul. Atunci când comunică rar, legătura lor slăbește și, uneori, încetează să mai comunice cu totul. La cel mai elementar nivel, creierul poate stoca amintiri prin întărirea conexiunilor dintre rețelele de neuroni.

Unde sunt stocate amintirile în creier?

Amintirile umane sunt stocate în mai multe regiuni ale creierului. Cea mai importantă este hipocampul, care este de fapt o pereche de regiuni ascunse adânc în creier și încolăcite în ele însele ca niște căluți de mare. Aceste regiuni pereche sunt importante pentru formarea inițială a memoriei și joacă un rol cheie în transferul amintirilor de la stocarea pe termen scurt la cea pe termen lung.

Memoria pe termen scurt durează doar 20 sau 30 de secunde înainte de a dispărea. De exemplu, vă puteți aminti un nou număr de telefon pentru timpul necesar pentru a-l forma, dar dacă nu repetați numărul din nou și din nou, circuitele neuronale care au format memoria pe termen scurt nu se vor mai activa împreună, iar memoria va dispărea.

Atunci când repetați informațiile sau încercați să le rețineți, hipocampul intră în acțiune pentru a consolida circuitele. În timp, amintirile pe termen mai lung sunt transferate în neocortex, partea exterioară și încrețită a creierului, responsabilă pentru o mare parte din experiența noastră conștientă. Deși, pentru că nimic în creier nu este simplu, un studiu din 2017 publicat în revista Science a constatat că unele rămășițe ale acestor amintiri pe termen lung rămân, de asemenea, în hipocampus.

Amigdala, o regiune în formă de migdală a creierului uman care ajută la procesarea emoțiilor, cum ar fi frica, joacă, de asemenea, un rol în memorie. Într-un studiu publicat în luna martie în revista Proceedings of the National Academy of Sciences, Arnold și colegii săi cercetătorii au descoperit că, atunci când peștii au învățat să asocieze lumina cu o senzație dureroasă, au dezvoltat noi sinapse într-o parte a unei regiuni cerebrale numită palie, și au pierdut sinapse în altă parte a paliei. Pallium-ul este similar amigdalei, iar partea din pallium a peștilor în care s-au întărit sinapsele în cadrul studiului este plină de neuroni implicați în procesarea stimulilor dureroși, în timp ce peștii au pierdut sinapse în rândul neuronilor care procesează stimuli pozitivi sau neutri, a declarat Arnold.

Emoția este o componentă importantă a procesului de creare a memoriei, a declarat Avishek Adhikari, cercetător în neuroștiințe la Universitatea California din Los Angeles. Atât situațiile emoționale pozitive, cât și cele negative sunt mai bine reținute decât evenimentele neutre, probabil din motive de supraviețuire: probabil că este important să îți amintești lucruri care au fost fie foarte bune pentru tine, fie foarte rele.

Creierul eliberează concentrații mai mari de anumiți neurotransmițători în scenarii cu emoții puternice, a declarat Adhikari pentru Live Science, iar prezența acestor neurotransmițători poate întări circuitele de memorie din hipocampus.

Alte regiuni implicate în memorie sunt ganglionii bazali și cerebelul, care se ocupă de memoria motorie necesară, de exemplu, pentru a cânta o piesă la pian, și cortexul prefrontal, care ajută la „memoria de lucru”, care este implicată atunci când trebuie să reții informația în minte suficient de mult timp pentru a o manipula, de exemplu, atunci când rezolvi o problemă de matematică, potrivit Universității din Queensland.

Misterele memoriei

Formarea de noi neuroni joacă, de asemenea, un rol important în stocarea memoriei, chiar și în cazul creierelor adulte. Oamenii de știință obișnuiau să creadă că creierul încetează să mai producă neuroni noi după adolescență, dar cercetările din ultimele două decenii au arătat că nu numai că creierul adult produce neuroni noi, dar acești neuroni sunt esențiali pentru învățare și memorie. Un studiu din 2019, publicat în revista Cell Stem Cell, a constatat că hipocampul continuă să genereze neuroni noi chiar și la persoanele care au între 80 și 90 de ani.

Este greu de observat formarea și procesarea memoriei într-un creier în funcțiune. Sinapsele sunt mici și numeroase (există aproximativ un trilion în creierul unui om adult) și este greu să faci imagistică dincolo de suprafața creierului, a declarat Arnold pentru Live Science. De asemenea, metodele de imagistică trebuie să poată evita să interfereze cu funcționarea creierului. Cu toate acestea, noile tehnologii permit noi descoperiri. De exemplu, pentru a privi în creierul peștelui zebră în timp ce acesta învață să asocieze o lumină intermitentă cu o senzație neplăcută, Arnold și colegii săi modifică genomul peștelui astfel încât acesta să afișeze proteine fluorescente pe sinapsele sale. Cercetătorii pot folosi apoi un microscop specializat pentru a lua imagini ale acestor sinapse și pentru a le monitoriza schimbările.

Înțelegerea modului în care funcționează memoria este importantă pentru a avansa spre tratamentul unor boli precum Alzheimer, care provoacă pierderea memoriei. Înțelegerea unora dintre ciudățeniile memoriei poate ajuta, de asemenea, la îmbunătățirea memoriei. De exemplu, hipocampul nu este implicat doar în cimentarea memoriei, ci și în navigarea prin locuri – ceea ce are sens, având în vedere importanța de a vă aminti unde vă aflați și unde ați fost atunci când încercați să vă deplasați… Persoanele care reușesc performanțe uimitoare de memorare, cum ar fi memorarea lui pi până la zeci de mii de cifre, împrumută adesea abilitățile de memorie spațială ale hipocampusului pentru a face acest lucru. Aceștia asociază mental fiecare element pe care vor să și-l amintească cu o locație dintr-un loc imaginar – un truc numit palat al memoriei. Imaginându-și acest loc în minte, o persoană exersată în această tehnică își poate reaminti cantități mari de informații.

„Este un lucru foarte ciudat de făcut”, a spus Adhikari, „dar motivul pentru care funcționează este că hipocampul este deosebit de bun și predispus la cartografierea traseelor spațiale”.