Fale mózgowe ważną częścią pamięci

Neurobiolodzy odkryli, że fale mózgowe są związane z działaniem neuronów w mózgu. To prawdopodobnie jeden z kluczy do działania pamięci.

Badania nad pamięcią przestrzenną

.Naukowcy ze Szpitala Uniwersyteckiego w Bonn (Niemcy) przyjrzeli się działaniu niezbędnej do codziennego poruszania się pamięci przestrzennej. Chcieli dokładnie sprawdzić, jak funkcjonuje i co leży u podstaw jej działania. Szczególną uwagę zwrócili na tzw. pamięć asocjacyjną.

„W kontekście pamięci przestrzennej, pozwala nam ona pamiętać np. lokalizację różnych obiektów. Na przykład pamiętamy, gdzie w domu leżą klucze” – wyjaśnia prof. Lukas Kunz, autor publikacji, która ukazała się w magazynie „Nature Neuroscience” (https://www.nature.com/articles/s41593-023-01550-x).

Z wiekiem, a także pod wpływem różnych schorzeń, w tym choroby Alzheimera, zdolność ta funkcjonuje coraz słabiej. „Dlatego ważne jest, aby badać neuronalne podstawy różnych form ludzkiej pamięci” – uważa ekspert.

Taka wiedza może się bowiem przyczynić m.in. do powstania nowych terapii zaburzeń pamięci.

Naukowcy rejestrowali m.in. aktywność pojedynczych komórek u leczonych operacyjnie pacjentów z epilepsją, których poproszono o wykonywanie różnych zadań związanych z zapamiętywaniem. Ochotnicy musieli np. zapamiętać położenie różnych obiektów w wirtualnym świecie.

Fale mózgowe tworzą wspomnienia

.Jak można się spodziewać, kluczową rolę w tym procesie odgrywały różnego typu komórki nerwowe. Niektóre neurony reagowały na poszczególne obiekty, inne – na lokalizacje.

Współpraca między nimi stawała się coraz silniejsza, w miarę jak badani kojarzyli przedmioty z ich położeniem.

To jednak nie wszystko. Badacze zauważyli specyficzne, wytwarzane przez obszar zwany hipokampem fale mózgowe.

„Fale te mogą być ważne dla powstawania połączeń między różnymi typami neuronów i formowaniem się skomplikowanych wspomnień. Ekscytujące będzie głębsze badanie tej możliwości” – podkreśla prof. Kunz.

Jego zdaniem szczególnie interesujące będzie też sprawdzenie, jak na pamięć wpływa stłumienie lub wzbudzenie wspomnianych fal.

Mózg można rozwijać przez całe życie

.Badania, które odkryły nowe aspekty mózgu, za które odpowiedzialne są fale mózgowe to tylko jedno z wielu badań, jakie obecnie przeprowadza się, by lepiej zrozumieć ludzki umysł. Jednym z ważnych sukcesów w tej dziedzinie jest odkrycie tego, że ludzki mózg może być trenowany i rozwijany także u osób starszych.

Na łamach Wszystko co Najważniejsze pisze o tym Alice LATIMIER, doktorantka specjalizująca się w nauce o mózgu, która w swoim artykule zaznacza, że uczenie się jest, w rzeczywistości, czynnością całego życia. Od najmłodszych lat nasz mózg mobilizuje znaczną część swoich funkcji (skupienie, pamięć, widzenie, słyszenie, motoryka…) po to, abyśmy mogli nabywać nową wiedzę i nowe umiejętności.

Autorka zadaje pytanie, jakie mechanizmy pozwalają nam się uczyć? I jak się one zmieniają wraz z upływem lat?

„Uczenie się jest dynamicznym procesem poznawczym, który przebiega w dwóch etapach: najpierw następuje pozyskanie nowej informacji, a później, jej zmagazynowanie w pamięci. Proces ten zostawia pewnego rodzaju odcisk w naszym mózgu, jako ślad po przeżytym doświadczeniu. A dokładniej, neurony, które uczestniczą w tym doświadczeniu i pozyskaniu nowej informacji zmieniają sposób, w jaki rozmawiają ze sobą: ich połączenia (synapsy) wzmacniają się lub zanikają” – dodaje ekspert.

Co więcej, czasami zdarza się, że dynamika naszych procesów uczenia się prowadzi, po prostu, do eliminacji niepotrzebnych połączeń neuronowych, na rzecz połączeń „pożytecznych”. Mówi się obrazowo o „przycinaniu” synaps (pruning w jęz. angielskim), tak jak robi się z drzewami, które pozbawia się niepotrzebnych gałęzi. Do „przycinania” synaps dochodzi głównie w dzieciństwie oraz w czasie olbrzymiej rewolucji, jaką jest okres dojrzewania.

„Zmiany na poziomie neuronów mają związek z tym, czego się uczymy i są szczególnie intensywne w okresie dzieciństwa. Zdobywamy wtedy dużą ilość wiedzy i rozwijamy nowe kompetencje, takie jak widzenie, dotykanie, chodzenie czy mówienie. Te zdobycze odciskają piętno na całym mózgu, ponieważ uczestniczą w procesie transformacji rozmaitych sieci neuronów” – Alice LATIMIER.

Zaznacza on, że uczenie się pozostawia zatem w naszym mózgu fizyczny ślad. Ten dynamiczny mechanizm nosi nazwę neuroplastyczności bądź plastyczności mózgu. Odkrycie go przez neurobiologów pozwoliło zrozumieć podstawową rzecz: nic w naszym mózgu nie istnieje trwale.

„Gdy się uczymy, plastyczność mózgu pozwala na jego ciągłe modelowanie. Ten mechanizm jest nie tylko stosunkowo szybki, ale też odwracalny. Naukowcy odkryli bowiem, że niektóre regiony mózgu u młodych, pełnoletnich osób, wykazywały znaczne zmiany strukturalne po trzech miesiącach nauki żonglowania, w porównaniu z mózgami osób, które nie uczyły się żonglować. Te zmiany zanikały kilka tygodni po zaprzestaniu nauki. Teraz już rozumiemy, dlaczego artyści cały czas ćwiczą” – pisze Alice LATIMIER.

Autorka przypomina, że są takie okresy w życiu człowieka, które bardziej sprzyjają niektórym rodzajom uczenia się. Badania w dziedzinie psychologii rozwoju człowieka udowodniły, że w mózgu istnieją „okna czasowe”, odpowiadające okresom, w których mózg posiada szczególną zdolność pozyskiwania informacji z otoczenia. Wiele badań naukowych dotyczyło na przykład akwizycji języka ojczystego Wykazano, że istnieje okno czasowe szczególnie sprzyjające nauce mówienia. Stąd więc bierze się powszechne i niesłuszne przekonanie, że im bardziej się starzejemy, tym trudniej jest nam nauczyć się drugiego języka. Nawet jeśli faktycznie istnieje jakiś kluczowy okres na pozyskiwanie języka ojczystego, to w przypadku drugiego języka nie jest to już takie oczywiste.

„Wiele badań koncentrowało się na próbie zmierzenia wpływu starzenia się poznawczego na wydajność mózgu, wykorzystując w tym celu kombinacje różnych testów. Ich wyniki pokazują, że osoby starsze mają średnio dłuższe czasy reakcji, bardziej zawodną pamięć, zaburzoną percepcję zmysłów, oraz więcej trudności w rozwiązywaniu problemów. Te deficyty, zmierzone laboratoryjnie, powinny być przeszkodą dla osób starszych w pozyskiwaniu nowych informacji. Ale tego typu badania nie biorą pod uwagę ważnego aspektu starzenia się: tego, że wraz z akumulowaniem doświadczeń na przestrzeni całego życia, powiększa się ilość zmagazynowanych informacji w mózgu. Ludzie starsi mają dużo więcej doświadczeń, i co się z tym wiążę, dużo bardziej złożone umiejętności. I właśnie dlatego może im być trudniej pozyskiwać nowe” – opisuje ekspert.

„W każdym wieku, jeśli okoliczności na to pozwalają, i jeśli nie mamy patologii neurologicznych, uczenie się poprzez doświadczenie jest podstawową aktywnością naszego mózgu na co dzień! Nawet jeśli mechanizmy uczenia się stają się mniej wydajne wraz z wiekiem, jeśli chodzi o szybkość pozyskiwania nowych umiejętności, neuroplastyczność to proces trwający przez całe życie. Należy tylko mieć aktywny i otwarty na nowe doświadczenia umysł. W przeciwieństwie do tego, co przez całe lata sądziła nauka, nie jesteśmy zamknięci w czymś na kształt determinizmu biologicznego, który pozwalałby nam uczyć się tylko do osiągnięcia przez nas jakiegoś konkretnego wieku” – podsumowuje Alice LATIMIER.