Jak mózg zapamiętuje i jak zapomina

Jeśli zasadzisz w ziemi nasionko, po kilku tygodniach wykiełkuje z niego roślina. Konsekwencje takich zdarzeń potrafimy przewidzieć
Zwykle nie zastanawiamy się jednak nad tym, jak nasz mózg potrafi połączyć ze sobą zdarzenia odległe w czasie i jak uczy się nowych powiązań.

Amerykańskim psychologom udało się wykazać, że aby powstały takie wspomnienia, niezbędne są młode komórki nerwowe. To kolejny dowód zaprzeczający powszechnemu do niedawna przekonaniu, że mózg dorosłych ssaków jest tworem skończonym i gdy umierają tworzące go komórki, nic już nie może ich zastąpić. Choć pierwszy wyłom w tej teorii powstał już ponad 30 lat temu, dopiero niedawno powszechnie zaakceptowano fakt, że także u dorosłych kręgowców (w tym także u ludzi) w mózgach rodzą się nowe komórki nerwowe i to przynajmniej w dwóch obszarach: w opuszce węchowej (odpowiedzialnej za przekazywanie wrażeń węchowych) i hipokampie, który zaangażowany jest między innymi w proces uczenia się i organizacji wspomnień.

Rodzą się, by pamiętać

Zdaniem badaczy z Princeton University i Rutgers University w Piscataway powstawanie nowych neuronów w szczurzych mózgach nie tylko jest możliwe, ale wręcz konieczne do właściwego funkcjonowania przynajmniej jednego rodzaju pamięci. Chodzi o tzw. kojarzenie warunkowe, czyli umiejętność powiązania przyczynowo-skutkowego dwóch rozdzielonych w czasie wydarzeń. Badane szczury uczono najpierw, że po neutralnym bodźcu (dźwięk dzwonka) następuje bodziec przykry (drażnienie powieki). Po pewnym czasie zwierzęta reagowały mruganiem na sam dźwięk dzwonka, bez drażnienia powieki.

Wcześniej eksperymentalnie wykazano, że powstawanie takich skojarzeń jest zależne od prawidłowego działania części mózgu zwanej hipokampem. Uczeni postanowili więc sprawdzić, czy narodziny nowych komórek nerwowych w tym rejonie mózgu mają wpływ na jakość skojarzeń dwóch bodźców. U części szczurów chemicznie zahamowali tworzenie w hipokampie nowych neuronów i po kilku dniach poddali zwierzęta takiemu samemu treningowi. Tym razem gryzonie nie potrafiły skojarzyć dzwonka z drażnieniem powieki - żaden nie mrugnął po usłyszeniu samego dzwonka, mimo że podana substancja nie miała żadnego wpływu na dojrzałe komórki nerwowe hipokampa. Co ciekawsze, gdy badacze odczekali ok. 3 tygodni, a po tym czasie w hipokampach badanych szczurów znów bez przeszkód rodziły się nowe neurony, zwierzęta odzyskiwały zdolność przewidywania i znów mrugając, starały się uniknąć przykrego bodźca.

Wyniki amerykańskich eksperymentów opublikowane w najnowszym "Nature" świadczą o tym, że bez młodych komórek mózg nie potrafi magazynować pewnych nowych doświadczeń. Co więcej, prawdziwa jest też zależność odwrotna: im więcej wyzwań staje przed hipokampem, tym więcej rodzi się w nim neuronów i żyje na tyle długo, by na stałe włączyć się w pracę tego obszaru mózgu.

Już wcześniej badaczom udało się wykazać, że ilość rodzących się komórek spada w stresie i w depresji, a także wtedy, gdy otaczające środowisko dostarcza zbyt małej liczby bodźców. Innymi słowy - gdy jest nudno. Przeciwnie - wysoki poziom aktywności fizycznej oraz zadania wymagające zaangażowania pamięci i orientacji przestrzennej powodują prawdziwy "wysyp" nowych neuronów. Praca Amerykanów dowodzi, że w dojrzałym mózgu nowe neurony nie tylko się rodzą i naprawiają uszkodzenia, ale także są niezbędne, by mózg mógł uczyć się nowych zachowań. To zaś oznacza, że być może doczekamy dnia, w którym możliwe będzie zastępowanie uszkodzonych lub martwych neuronów zdrową tkanką mózgową, która w pełni przejmie ich funkcje. Możliwe stanie się wówczas leczenie wielu nieuleczalnych dziś chorób neurologicznych, takich jak choroba Parkinsona czy Alzheimera, a zapewne również poprawianie pamięci i zdolności intelektualnych.

Zapominanie na zawołanie

Często bywa tak, że pamięć staje się ciężarem. Pewne wydarzenia wolelibyśmy z niej usunąć na zawsze, a przynajmniej zakopać gdzieś głęboko w podświadomości tak, by nie powracały. To, że ludzki mózg potrafi jak gdyby "odwrócić" proces kojarzenia i rozdzielić w świadomości dwa pierwotnie związane ze sobą wydarzenia tak skutecznie, że potem nie potrafi ich sobie przypomnieć, wiedział już Freud. Taki mechanizm blokowania pamięci nazywał represją, czyli wypieraniem. Proces ten dotyczył najczęściej niewygodnych, bolesnych wspomnień. Choć wielokrotnie opisywano przypadki wyparcia wspomnień, opisy te nie spełniały jednak obiektywnych kryteriów naukowych, ponieważ nie zapewniały kontroli warunków badania.

W najnowszym numerze "Nature" Michael Anderson i Collin Green, dwaj psychologowie z University of Oregon w Eugene, pokazują, że możliwe jest świadome usunięcie z pamięci określonych skojarzeń. Do pracy zainspirowały ich badania nad amnezją u maltretowanych dzieci. Wynikało z nich, że dziecko dokładniej zapomina urazy doznane od osób bliskich niż od obcych. A przecież taka osoba zazwyczaj pozostaje w pobliżu, dziecko ma z nią stały kontakt. Ciągle ma więc okazję przypominać sobie to, co zaszło.

Nie chcą cię znać

Jedynym rozsądnym wyjaśnieniem było to, że mózg aktywnie unika kojarzenia osoby z doznanym urazem - pomyśleli Anderson i Green. Postanowili doświadczalnie sprawdzić swoją hipotezę. Do eksperymentu zaprosili studentów. Najpierw zaprezentowali im 40 par niezwiązanych ze sobą wyrazów, np. "mrówka" - "marchewka" i kazali się ich nauczyć tak, żeby przy wyświetleniu na ekranie jednego wyrazu z pary potrafili bez zastanowienia i bezbłędnie podać pasujący do niej wyraz.

Następny etap eksperymentu polegał na tym, że część spośród wyuczonych par nadal trzeba było jak najszybciej skojarzyć, a część wręcz przeciwnie. Na widok jednego wyrazu z pary nie tylko nie wolno było wypowiedzieć odpowiadającego mu słowa, ale nawet o nim pomyśleć. Kto się zagapił i odruchowo podawał odpowiedź mimo zakazu, słyszał nieprzyjemny brzęczyk.

Po pewnym czasie powtórnie zaproszono studentów do rozpoznawania słów, ale tym razem poinstruowano ich, że powinni starać się przypomnieć sobie wszystkie wcześniej wyuczone pary wyrazów. Za każdą prawidłową odpowiedź mieli dostawać pieniądze. Wyniki testu potwierdziły przypuszczenia naukowców i wcześniejsze obserwacje psychiatrów. Mimo obietnicy nagrody studenci najsłabiej radzili sobie z przypomnieniem tych słów, o których wcześniej kazano im nie myśleć i to nawet, gdy im podpowiadano. W przypadku pary "mrówka" - "marchewka" pokazywano wyraz "mrówka" i podpowiadano "warzywo m...", a mimo to nie byli w stanie przypomnieć sobie "marchewki". Znakomicie pamiętali zaś te pary słów, których nie kazano zapominać. Oznacza to, że w mózgu istnieją mechanizmy świadomego, aktywnego blokowania pamięci. Zdaniem neurologów nawet 1/4 komórek nerwowych ludzkiego mózgu może pełnić właśnie funkcje hamujące, zapobiegające nadmiernemu pobudzaniu innych neuronów. Co więcej, okazuje się, że mechanizmy te są powszechne i działają nawet przy zadaniach zupełnie obojętnych emocjonalnie. Wyniki pracy Andersona i Greena wywołują kolejne pytania. Czy istnieją neurologiczne mechanizmy umożliwiające skuteczną likwidację wzniesionej przez mózg bariery między uświadomionymi a nieuświadomionymi zasobami pamięci? I czy kiedykolwiek nauczymy się je świadomie wykorzystywać?



Więcej o: