Cum reușește creierul uman să țină evidența ordinii evenimentelor

Cercetările sugerează că „celulele temporale” – neuronii din hipocampus despre care se crede că reprezintă informații temporale – ar putea fi lipiciul care ne lipește amintirile în ordinea corectă, astfel încât să ne putem aminti în mod corespunzător ordinea corectă în care s-au petrecut lucrurile.

Dovezi ale existenței acestor tipuri de celule temporale de urmărire a secvențelor au fost descoperite anterior la șobolani, unde se crede că anumite ansambluri neuronale specifice sprijină amintirea evenimentelor și planificarea secvențelor de acțiune – însă, pentru o perioadă lungă de timp, se știa mai puțin despre modul în care memoria episodică este codificată în creierul uman.

Pentru a investiga, o echipă de cercetători condusă de Dr. Leila Reddy de la Brain and Cognition Research Center (CerCo) din Franța a monitorizat activitatea electrică din creierul a 15 pacienți cu epilepsie, folosind microelectrozi implantate în hipocampus.

„Crearea de amintiri episodice necesită conectarea evenimentelor distincte ale unei experiențe cu fidelitate temporală”, au explicat cercetătorii în studiul lor: „Având în vedere importanța hipocampusului în învățarea ordinii secvențelor și a judecăților de ordine temporală, am testat dacă neuronii hipocampului uman au reprezentat informații temporale în timp ce participanții învățau ordinea unei secvențe de elemente.”

Experimentele au fost efectuate în timpul testelor medicale care au folosit electrozii pentru a localiza sursa crizelor lor în creier. Prin urmare, cercetarea nu a necesitat implanturi invazive sau riscante, la care pacienții nu ar fi fost deja supuși în scopul unui eventual tratament pentru epilepsie.

În cadrul experimentelor, participanților li s-a prezentat o secvență de imagini într-o ordine prestabilită și li s-a cerut să memoreze secvența.

În timpul sesiunilor, electrozii au înregistrat declanșarea unor neuroni specifici din hipocampus ca răspuns la experiment, atât în momente specifice, pe măsură ce imaginile erau afișate, cât și în timpul intervalelor în care nu erau afișate imagini și în pauzele în care participanților li s-a cerut să prezică ce imagine va fi prezentată în continuare dintr-o secvență deja afișată.

Potrivit cercetătorilor, neuronii implicați sunt dovezi ale celulelor temporale: „Neuroni a căror activitate este modulată de contextul temporal în cadrul unei ferestre temporale bine definite”.

Cercetătorii au declarat că unii dintre acești neuroni au fost implicați în mod activ în memorarea sau reamintirea secvenței de imagini în cadrul experimentelor, dar unii au fost activi și atunci când nu era prezent niciun stimul vizual, sugerând că aceștia codificau fluxul de timp chiar și atunci când nu se întâmpla nimic anume.

„S-a observat că celulele temporale se declanșau în momente succesive în aceste perioade goale”, au explicat cercetătorii în lucrarea lor.

„Modularea temporală în timpul acestor perioade de gol nu ar fi putut fi determinată de evenimente externe; mai degrabă, ele par să reprezinte un semnal temporal în evoluție ca urmare a schimbărilor în experiența pacienților în timpul acestei perioade de așteptare”.

Potrivit cercetătorilor, celulele temporale din creierul uman sunt „multidimensionale”, capabile să codifice informații în raport cu timpul, dar și să răspundă la diferite tipuri de informații senzoriale sau stimuli.

Este posibil, crede echipa, ca comportamentul multidimensional al acestor neuroni temporali să fie ceea ce înregistrează „ce”, „unde” și „când” experiențele, asamblând elementele pentru a alcătui amintiri coerente dintr-un amalgam de intrări.

„Fenomenul „călătoriei temporale mentale” subiective este o piatră de temelie a memoriei episodice”, au declarat cercetătorii.

„Un element central al experienței noastre de a retrăi trecutul este capacitatea noastră de a ne aminti în mod viu evenimente specifice care au avut loc într-un anumit loc și într-o anumită ordine temporală… Rezultatele noastre oferă dovezi suplimentare că neuronii hipocampali umani reprezintă fluxul de timp într-o experiență”.