Tyrimai, kaip žmogaus smegenys kaupia informaciją, gali padėti gydyti žmones, kurie kovoja su kasdienėmis užduotimis.
Profesorius Janas Buitelaaras, neurologinio vystymosi ligų ekspertas, domisi galimu ryšiu tarp dėmesio stokos hiperaktyvumo sutrikimo (arba ADHD) ir atminties.
Nors genai vaidina svarbų vaidmenį sergant ADHD, Buitelaaras mano, kad taip pat atlieka įrašų registravimo smegenų dalis, vadinama „darbine atmintimi“. Darbinėje atmintyje trumpą laiką saugomas ribotas informacijos kiekis, pvz., gatvės adresas ar telefono numeris, o tai yra esminis pagrindas aukštesniems psichiniams procesams, pavyzdžiui, sprendimų priėmimui.
Sandėliavimo testas
„Kai mokytojas ką nors paaiškina mokiniui, iš vaiko tikimasi, kad didžioji dalis šios informacijos bus aktyvi savo mintyse ir taip pat integruos ją su faktais ir žiniomis, saugomais kitur smegenyse“, – sakė Radboudo universitete tyrimus atliekantis Buitelaaras. Medicinos centras Nyderlanduose. „Šias funkcijas atlieka darbinė atmintis.”
Dabar nauju projektu siekiama atskleisti ryšį tarp psichinių ligų, tokių kaip ADHD, ir darbinės atminties.
Nors ADHD serga milijonai žmonių Europoje, tai toli gražu nėra vienintelė neurologinė būklė, susijusi su darbinės atminties trūkumu.
„Darbinė atmintis gali būti pažeista sergant daugeliu sutrikimų – nuo šizofrenijos iki Alzheimerio ir Parkinsono ligos, bet ir sveiko senėjimo metu“, – sakė Maxo Plancko žmogaus raidos instituto Vokietijoje kognityvinės neurologas dr. Bernhardas Spitzeris. „Taigi labai svarbu tai geriau suprasti.”
Spitzeris vadovauja ES projektui, kuris vadinamas „DeepStore“ ir tęsiasi penkerius metus iki 2026 m.
Nors darbinės atminties talpa labai ribota – bet kuriuo metu joje gali tilpti tik keturios ar septynios informacijos dalys – ji yra būtina normaliam žmogaus funkcionavimui ir atspindi tai, ką Spitzeris vadina „supergalia“.
Vikrus stebuklas
Kai darbinė atmintis neveikia, žmonės praranda supratimą apie tai, ką jie veikė akimirksniu po to, kai tai padarė, pavyzdžiui, pamiršta, kad rankšluostį įsidėjo į sporto krepšį iškart užsegę užtrauktuku.
„Jei jūsų dėmesio įgūdžiai yra silpni, nuolat trūksta to, kas patenka į jūsų darbo atmintį“, – sakė Buitelaar. – Taigi šiuos ryšius užmegzti daug sunkiau.
DeepStore komanda siekia padėti geriau gydyti žmones, turinčius problemų šioje srityje, plečiant supratimą apie tai, kur ir kaip smegenys saugo šiuos prisiminimus. Dar visai neseniai tradicinė išmintis teigė, kad darbinės atminties sistema yra tik smegenų prefrontalinėje žievėje. Dabar žinoma, nors ir mažai detalių, kad taip pat dalyvauja daugelis kitų smegenų dalių.
„Vis dar reikia paaiškinti, kaip smegenyse pasiskirsto darbinės atminties saugojimas“, – sakė Spitzeris. „Kad pateksime į šio galvosūkio esmę, žengsime svarbų žingsnį siekiant suprasti darbinės atminties supergalią.
Komanda mano, kad darbinės atminties svarba slypi jos judrume – jos gebėjime transformuoti ir performatuoti informaciją.
„Dabar žinome, kad tai labai prisitaikanti ir dinamiška“, – sakė Spitzeris. „Pavyzdžiui, jei aš laikau rašiklį, galite išsaugoti informaciją prieš akis savo darbo atmintyje daugybe formatų: kaip fotografinį vaizdą, kaip abstrakčią sąvoką, susietą su tuo, ką žinote kaip rašiklio funkciją arba kaip objektas, laikomas tam tikru kampu, ir jūsų smegenys galės pakeisti formatą pagal užduotį, kuriai reikalinga informacija.
DeepStore komanda naudoja akių stebėjimą, funkcinius smegenų skenavimus ir kitus neinvazinius metodus, skirtus žmonių smegenų veiklai ir magnetiniams laukams matuoti.
Kitame žingsnyje tyrėjai išnagrinės duomenis iš elektrodų, implantuotų į nežmoginių primatų smegenis, kad iššifruotų neuroninius darbinės atminties pagrindus iki vienos ląstelės lygio.
„Tyrimo pabaigoje tikimės geriau suprasti darbinės atminties dinamiką ir tai, kaip ji suteikia mums reikiamą informaciją tinkamu laiku bet kokiai užduočiai atlikti“, – sakė Spitzeris.
Žinant apie ir kaip
Kai kuriems žmonėms sunku išlaikyti trumpalaikę informaciją, kitiems sunku saugoti, išsaugoti ir atkurti praeityje sukauptus duomenis.
Ilgalaikė atmintis yra kito tyrimo projekto dėmesio centre.
Jis vadinamas „MemUnited“ ir veikia dvejus su puse metų iki 2025 m. gegužės mėn. ir yra Belgijos Gento universiteto ir JAV Kolumbijos universiteto bendradarbiavimas.
Tyrėjai siekia išplėsti žinias apie neuroninius procesus, kuriais dalijasi dvi pagrindinės smegenų sistemos, palaikančios ilgalaikę atmintį: „deklaratyvioji“ ir „procedūrinė“.
Deklaratyvūs atminties procesai leidžia sąmoningai prisiminti faktus ir praeities įvykius – „žinoti apie“. Tai apima bendrąsias žinias, tokias kaip mokslinės sąvokos, ir asmeninę patirtį.
Procedūrinės atminties procesai palaiko įgūdžių, įpročių ir „raumenų atminties“ išsaugojimą. Tai yra „know how“ funkcija, apimanti tokius dalykus kaip važiavimas dviračiu ar kavos puodelio paruošimas.
„Žmonės paprastai naudojasi procedūrinėmis žiniomis, kad išvirtų puodelį kavos ir automatiškai pasirinktų reikiamus veiksmus tinkama tvarka“, – sakė „MemUnited“ vadovaujanti belgų psichologė daktarė Nina Dolfen.
Sutampančios galimybės
Iki šiol ekspertai manė, kad procedūrinės ir deklaratyvios atminties sistemos veikia nepriklausomai ir apima skirtingas smegenų dalis.
Tačiau žmogaus smegenų skenavimas per pastarąjį dešimtmetį parodė, kad kai kurie nerviniai procesai yra bendri, abi sistemos patenka į hipokampą – didžiąją smegenų dalį, susijusią su atmintimi.
Nepaisant to, mažai žinoma apie sutapimą.
„Jei šios dvi atminties sistemos sąveikauja viena su kita, gali būti, kad nepažeistas smegenų procesas gali veikti kaip pastoliai, palaikantys mokymąsi toje srityje, kurioje yra trūkumas”, – sakė Dolfenas.
Yra pavyzdžių, kai vienas ilgalaikės atminties tipas yra išmokytas kompensuoti kitą po smegenų traumos, pavyzdžiui, insulto.
Dolfenas nurodė kavos puodelio ruošimo žingsnių pavyzdį, norėdamas parodyti galimą poveikį insultą patyrusių žmonių smegenims.
„Jie gali neprisiminti šių veiksmų eilės, išsaugodami galimybę atlikti atskirus veiksmus, reikalingus užduočiai atlikti“, – sakė ji.
Dolfenas žadėjo galų gale padėti tokiems žmonėms, pasitelkdamas vaizdinius užuominus į jų deklaratyviąją atmintį, o kiekvieną proceso žingsnį pavaizdavo skirtingu įvaizdžiu.
Kadangi tyrimas vis dar yra esminiame, o ne bet kuriame taikomajame etape, sveikų savanorių tyrimas yra geriausias būdas ištirti deklaratyvios ir procedūrinės atminties sistemų sutapimą.
Dolfen atlieka atminties testus 35 jauniems sveikiems savanoriams, stebint jų smegenų veiklą naudojant funkcinį magnetinio rezonanso tomografiją arba fMRT. Galiausiai ji tikisi, kad mokslininkai pasinaudos jos rezultatais, kad pasinaudotų šių dviejų tipų ilgalaikės atminties sutapimo būdais.
„Jei rasime kūrybiškų būdų, kaip grąžinti žmonėms nepriklausomybę po traumos, būtų puiku“, – sakė Dolfenas.
Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas m Horizontas ES tyrimų ir inovacijų žurnalas.