Așa arată creierul atunci când se formează amintirile

Acum câteva săptămâni niște savanți japonezi au realizat un video cu modul în care se aprind neuronii din creierul unui pește-zebră când vânează. E genial. Săptămâna asta cercetătorii de la Universitatea Stanford au folosit o tehnică asemănătoare pentru a prinde imagini în timp real din creierul unui șoarece. Și asta e destul de marfă.

La fel ca în studiul cu peștii, cercetătorii au folosit terapia genetică pentru a scoate niște sclipiri verzi fluorescente din neuronii șoarecelui de fiecare dată când aceștia erau activi. După aia au implantat o cameră microscopică în creierul rozătoarei, fix deasupra hippocampusului. Conform unui comunicat al universității despre experiment, camera a urmărit activitatea a 700 de neuroni hippocampali. Un microcip legat de cameră a transmis imaginile către un monitor.

Cam asta vezi în videoul de mai sus. Filmulețul are rolul de a dovedi un studiu nou  din jurnalul Nature Neuorosciene, arătând ce se întâmplă în hippocampusul unui șoarece în timp ce animalul încearcă să evadeze dintr-un spațiu închis.

O parte din ceea ce vedeți mai sus este procesul de învățare. Dacă te uiți cu atenție, o să vezi că neuronii care se aprind atunci când șoarecele se află într-un anumit loc se vor aprinde la fel când el se întoarce în același loc. Profesorul în biologie și fizică aplicată, Mark Schnitzer, explică în comunicatul de presă: „Hippocampusul este foarte sensibil faţă de poziţia animalului în mediul înconjurător, iar celule diferite ale lui reacţionează diferit la fiecare spaţiu al arenei. Imaginează-ţi că te plimbi prin locul tău de muncă. Unii neuroni se vor aprinde când eşti lângă birou, alţii când eşti lângă scaun. Aşa cartografiază creierul tău spaţiul înconjurător.”

În acest sens filmarea arată o transpunere directă a spaţiului lumii reale în în topografia materiei cenuşii. Adică, în vorbele lui Schnitzer: „ Putem să ne dăm seama unde este şoarecele după luminile care i se aprind pe creier.” Şi mai interesant este că neuronii se aprind exact la fel pe creierul şoarecelui când au repetat testul după o lună.

Hippocampusul joacă un rol complex în gândirea umană, ceea ce face aceste videouri foarte incitante. La fel ca în cazul şoarecilor şi noi folosim hippocampusul pentru a cartografia spaţiile înconjurătoare. Un studiu celebru, publicat de  în Proceedings of the National Academy of Sciences prin anul 2000, a arătat că taximetriştii londonezi au un hipocampus mai dezvoltat decât grupul de control. Când slujba unei persoane îi cere să memoreze toate căile dintr-un oraş atât de masiv precum Londra (doar zona metropolitană acoperă aproape o mie de kilometri), hippocampusul efectiv creşte pentru a face loc pentru aceste informaţii.

Tot hippocampusul este esenţial în formarea şi utilizarea aşa-numitelor memorii „declarative” sau „explicite.” Acestea sunt  amintiri precum faptele şi locurile care pot fi aduse în procesul de gândire şi exprimate. (Memoria „implictă” sau „procedurală,” prin contrast, implică procesele inconştiente precum coordonarea musculară şi senzorială necesară mersului cu bicicleta). În cazul memoriei declarative hippocampusul acţionează ca un nod de comunicare, care aliniază diverse componente senzoriale ale unei experienţe cu diverse locuri de pe neurocortex, unde ele rămân sub formă de „piese” ai unei amintiri. Oamenii de ştiinţă încă încearcă să descifreze acest proces, dar au dovedit că memoriile declarative rămân cel puţin o vreme în hippocampus înainte să avanseze la anumite zone ale creierului (vizuală,auditivă) pentru a fi păstrate pe termen lung.

Când noi încercăm să ne amintim ceva, hippocampusulm se poartă ca „un dirijor al unei orchestre care conduce simfomnia minţii noastre conştiente,”asta ca să-i fur  metafora autoprului ştiinţific, Nicholas Carr. Bazându-se pe studii asupra şobolanilor, maimuţelor şi oamenilor din ultimele decenii, oamenii de ştiinţă cred că hippocampusul întoarce şi sintetizează amintiri întregi – modul în care funcţionează, se simte şi miroase o amintire, de exemplu – din diverse părţi ale creierului. Tot Carr spune că neurosavanţii au ajuns la concluzia că hippocampusul face legătura dintre amintirile noi şi cele vechi.

Ceea ce înseamnă că imaginile din creierul şoarecelui ar putea reprezenta formarea amintirilor pe termen lung. Aplcaţiile practice ale acestui lucru sunt imense. De exemplu, cercetătorii de la Stanford cred că acest studiu şi altele ca el vor contribui la înţelegerea unor boli ale creierului precum Alzheimer.

Video din experimentul japonezilor cu peştele-zebră.

În filmuleţul japonezilor cu peşti (vezi mai sus), legăturile neurale pe care le vezi cum se aprind funcţionează tot ca o hartă, deşi una foarte diferită de cea animală. În acel caz oamenii de ştiinţă analizau nervul optic al peştelui. Luminiţa arăta ceea ce vedea peştele, nu unde se afla. Puse împreună, aceste studii încep să ne arate cum cooperează diverse părţi ale creierului, într-un mod în care să înţelegem şi noi ceva.

Text: Austin Considine

Traducerea: Mihai Popescu

Citeşte şi:

Ți-a mâncat pisica creierul?

Publicitarii trăiesc în capul tău

Neuroştiinţa te poate ucide

Criogenarea unui adolescent