A néma memória cáfolata: az agy aktívan feldolgozza a figyelmetlen információkat

Az idegtudományi és pszichológiai kutatások egyik fő célja régóta annak megértése, hogy az emberi agy hogyan tárolja az információkat, majd hogyan használja fel azokat különféle feladatok elvégzésére. A tudósok korábban már azonosítottak különböző típusú memóriát, mindegyiknek megvannak a saját jellemzői és funkciói.

Az egyik ilyen típus a munkamemória, amely fontos információk rövid távú tárolását és feldolgozását foglalja magában, különösen azokat, amelyek logikai feladatok elvégzéséhez vagy a közeljövőbeni döntések meghozatalához szükségesek. A kutatások azt mutatják, hogy az információk ideiglenes tárolása bizonyos agyi neuronok állandó és tartós aktivitásával jár.

A munkamemóriával kapcsolatos korábbi tanulmányok többségében olyan feladatokat használtak, amelyekben a résztvevőket arra kérték, hogy emlékezzenek az összes nekik bemutatott információra.

Azonban nagyon kevés tanulmány kísérelte meg megérteni, hogyan tárolja az agy a „figyelmetlen” információkat – azaz azokat az ingereket, amelyek jelenleg nem a figyelem középpontjában állnak, és nem kapcsolódnak közvetlenül az adott feladathoz.

A Lengyel Tudományos Akadémia, a SUNY Upstate, az Elk Katonai Kórház és a Wrocławi Orvostudományi Egyetem tudósai úgy döntöttek, hogy tesztelik egy elméleti modell érvényességét, amely egy „tevékenység-csendes mechanizmus” létezését sugallja, amely a figyelmetlen információk tárolásáért felelős.

Eredményeik, melyeket a Nature Human Behaviour folyóiratban publikáltak, megkérdőjelezik ezt az elméleti feltételezést, és ehelyett azt mutatják, hogy a figyelmetlen információk tárolása szintén összefügg az idegi aktivitással.

„Tudjuk, hogy munkamemóriánk elemeit – gondolatainkat – specializált neuronok aktivitása képviseli” – mondta Jan Kaminski, a tanulmány vezető szerzője a Medical Xpressnek.
„Amikor valamit meg kell őriznünk az elménkben, bizonyos neuronok aktívabbá válnak. Például, amikor megjegyezünk egy telefonszámot, bizonyos neuronok átmenetileg aktívabbá válnak, és kódolják ezt az információt.”
„Azonban a legújabb kutatások azt sugallják, hogy ha egy memóriaelem átmenetileg életlen, a neuronok aktivitása visszatér a háttérszintre – például amikor meg kell jegyeznünk egy telefonszámot, de átmenetileg egy másik feladatra váltunk.”

Ezek a feltételezések nagyrészt nem invazív módszerekkel, például EEG-vel és fMRI-vel kapott adatokon alapultak. Ezek a módszerek azonban több százezer neuron átlagos aktivitását mérik, ami azt jelenti, hogy egy kis sejtcsoport aktivitását „elnyelheti” a környező neuronok inaktivitása.

„Laboratóriumunk az idegi aktivitás közvetlen rögzítésére specializálódott invazív klinikai beavatkozások során, például elektródák beültetésével a betegek agyába az epilepszia monitorozása érdekében” – mondja Kaminski.
„Ez egyedülálló lehetőséget kínál a csendes aktivitás hipotézisének közvetlen tesztelésére. Ebben a tanulmányban a temporális lebenyben található neuronok aktivitását rögzítettük, amelyek a munkamemóriában betöltött szerepükről ismertek.”

A résztvevőknek két képet mutattak, és arra kérték őket, hogy mindkettőre emlékezzenek, de a kísérlet első részében csak az egyikre koncentráljanak. Később vagy továbbra is ugyanarra a képre kellett koncentrálniuk, vagy át kellett váltaniuk a korábban „fókusz nélküli” képre.

„Ezt a kísérleti tervet kettős retro-cue paradigmának nevezik, és korábbi tanulmányokban is alkalmazták” – magyarázza Katarzyna Paluch, a cikk első szerzője.
„Az aktivitás rögzítéséhez intrakraniális EEG-t használtunk, egy olyan klinikai eljárást, amelynek során elektródákat helyeznek sebészeti úton közvetlenül a beteg agyába, például epilepszia diagnosztizálására. Ez lehetővé tette számunkra, hogy rögzítsük az egyes neuronok aktivitását.”

Ahogy a résztvevők egyik képről a másikra váltották a figyelmüket, a tudósok rögzítették a temporális lebeny neuronjainak aktivitását, hogy megértsék, hogyan tárolja az agy a „nem fókuszált” információkat.

„Meglepetésünkre azt tapasztaltuk, hogy még az a kép is, amelyre a résztvevő nem fókuszált, továbbra is aktívan reprezentálódott az idegi aktivitáson keresztül” – mondta Kaminski.
„Ez ellentmond a csendes tárolás hipotézisének, és azt mutatja, hogy a munkamemóriában lévő, életlen elemeket is aktív idegi aktivitás képviseli. Eredményeink arra utalnak, hogy munkamemóriánk nagy részét – ezt a mentális „vázlatot” – aktív idegi aktivitás tartja fenn.”

Így a figyelem középpontján kívül eső gondolatokat és egyéb információkat továbbra is aktív neuronok támogatják, és nem valamilyen „csendes” mechanizmus, ahogy azt korábban feltételezték.

A memória működésének megértésében betöltött alapvető fontosságuk mellett ezek a megállapítások befolyásolhatják a munkamemória-károsodással járó mentális zavarok, például az ADHD, a kényszerbetegség és a skizofrénia kezelésének fejlesztését is.

„Eredményeink például lehetővé teszik számunkra, hogy olyan idegi implantátumok vagy elektromos stimulátorok létrehozásán gondolkodjunk, amelyek segíthetnek megőrizni a specifikus információkat a munkamemóriában, bővítve a terápia lehetőségeit” – tette hozzá Kaminski.
„Laboratóriumunk jelenleg továbbra is a munkamemória és annak idegi mechanizmusainak vizsgálatát végzi az agyi aktivitás közvetlen rögzítésével.
A jövőben azt tervezzük, hogy tanulmányozzuk, hogyan vált az agy az aktuális információk megőrzése és az új információk megjegyzése között, ami kritikus fontosságú a rugalmas kognitív tevékenység szempontjából.”