Ένα πείραμα που αναποδογύρισε όσα ξέραμε για τη μνήμη

Πράγματι, διάβασα κάτι πρόσφατα που με ανάγκασε να σταματήσω και να πω "σοβαρά τώρα;" δυνατά.

Όλοι νομίζουμε ότι οι αναμνήσεις μας αποθηκεύονται στη δύναμη των συνάψεων του εγκεφάλου. Αυτό το "όσο περισσότερο χρησιμοποιείς ένα νευρωνικό μονοπάτι, τόσο πιο γερό γίνεται". Οι επιστήμονες πίστευαν εδώ και δεκαετίες ότι οι αναμνήσεις μας ζουν σε αυτές τις συνδέσεις — σαν τα μονοπάτια στο βουνό που γίνονται πιο έντονα όσο τα πατάμε.

Ωραία και λογικά.

Αλλά εδώ τα πράγματα περιπλέκονται.

Η ιδέα πίσω από το πείραμα

Μια ομάδα στο Okinawa Institute of Science and Technology αποφάσισε να ελέγξει αυτή την υπόθεση με έναν απροσδόκητο τρόπο: τη χειμερία νάρκη.

Γιατί η χειμερία νάρκη; Γιατί όταν ένα ζώο πέφτει σε χειμερία νάρκη, ο εγκέφαλός του περνάει κάτι δραματικό. Η νευρωνική δραστηριότητα πέφτει κατακόρυφα. Οι συνάψεις — εκείνες οι μικροσκοπικές δομές που συνδέουν τα εγκεφαλικά κύτταρα — αρχίζουν να εξαφανίζονται.

Φαντάσου τη φύση να πατάει reset στον εγκέφαλο κάθε χειμώνα.

Η ερώτηση ήταν απλή: Αν διδάξεις ένα ποντίκι μια δεξιότητα, το βάλεις σε χειμερία νάρκη και δεις τις περισσότερες συνάψεις του να διαλύονται... θα θυμάται ακόμα;

Τι έκαναν

Εκπαίδευσαν τα ποντίκια να βρίσκουν ζάχαρη μέσα σε λαβύρινθο. Μετά τα έριξαν σε τεχνητή χειμερία νάρκη για δύο μέρες. Η εγκεφαλική δραστηριότητα έπεσε κατά 70%. Οι συνάψεις χάθηκαν — δεν υπήρχε λογική, αδιάφορο πόσο δυνατές ήταν.

Ξύπνησαν.

Και θυμούνταν.

"Ήταν εκπληκτικό," είπε η Yu-Ju Lin, επικεφαλής της έρευνας. "Λογικά, αν όλες οι συνάψεις ήταν απαραίτητες για τη μνήμη όπως πιστεύαμε, θα έπρεπε να τα έχουν χάσει όλα."

Αλλά δεν τα είχαν χάσει.

Η λεπτομέρεια που άλλαξε τα πάντα

Οι ερευνητές έκαναν και μια παραλλαγή: κράτησαν ποντίκια σε αναισθησία, αλλά μπλόκαραν την ενίσχυση των συνάψεων. Αυτά τα ποντίκια έχασαν εντελώς τις αναμνήσεις τους.

Δεν φταίει λοιπόν μόνο η απουσία δραστηριότητας. Υπάρχει κάτι άλλο.

Χρησιμοποιώντας μια εξελιγμένη τεχνική απεικόνισης (CLEM), είδαν κάτι που άλλαξε τα δεδομένα. Ενώ οι συνάψεις εξαφανίζονταν μαζικά, αυτές που επιβίωναν είχαν ένα συγκεκριμένο μοτίβο: ήταν οργανωμένες σε clusters ανάμεσα στα λεγόμενα "engram cells" — τα εγκεφαλικά κύτταρα που κρατούν συγκεκριμένες αναμνήσεις.

Δηλαδή, δεν έχει σημασία το πόσο δυνατή είναι μια μεμονωμένη σύναψη. Έχει σημασία αν ανήκει σε ένα συγκεκριμένο clustered δίκτυο.

"Αυτό σημαίνει ότι για τη μακροπρόθεσμη μνήμη, μόνο συγκεκριμένα clusters συνάψεων έχουν σημασία — τα υπόλοιπα μπορεί να είναι περιττά," εξήγησε ο Kazumasa Tanaka, senior author της μελέτης.

Τι σημαίνει αυτό;

Οι αναμνήσεις σου δεν είναι αποθηκευμένες σε κάποιο απόρθητο φρούριο υπερδυνατών συνδέσεων. Είναι περισσότερο σαν μια πόλη με συστήματα εφεδρείας. Αρκεί να επιβιώσουν οι σωστές γειτονιές — ακόμα κι αν όλα τριγύρω καούν — η πόλη συνεχίζει να λειτουργεί.

Εξελικτικά, αυτό βγάζει απόλυτα νόημα. Τα ζώα που πέφτουν σε χειμερία νάρκη έπρεπε να επιβιώσουν από τεράστιο synaptic pruning κάθε χειμώνα. Αν η μνήμη απαιτούσε κάθε σύνδεση να μένει άθικτη, η χειμερία νάρκη θα ήταν καταστροφική. Αλλά η εξέλιξη βρήκε τη λύση: κάνε clustering τα σημαντικά, ώστε να αντέχουν το reset.

Τι σημαίνει για εμάς;

Καταρχάς, ίσως εξηγεί γιατί οι αναμνήσεις μας είναι πιο ανθεκτικές απ' ό,τι νομίζουμε. Ανοίγει επίσης συναρπαστικές ερωτήσεις για τους γερασμένους εγκεφάλους, το Alzheimer, και το τι κρατάει μια ανάμνηση ζωντανή για δεκαετίες.

Οι ερευνητές σχεδιάζουν να εξερευνήσουν βαθύτερα αυτά τα clusters — να τα χειριστούν και να δουν τι ακριβώς συμβαίνει στη μνήμη. Γιατί αν αυτές οι συνάψεις είναι "οι μηχανές της ταυτότητάς μας", όπως τις χαρακτήρισε ο Tanaka, η κατανόησή τους μοιάζει αρκετά σημαντική.

Εγώ πάντως μένω εδώ, με εκπληκτικό το γεγονός ότι αυτή τη στιγμή μέσα στον εγκέφαλό σου υπάρχουν clustered συνδέσεις που κρατούν όλα όσα είσαι — τις δεξιότητές σου, τις εμπειρίες σου, την αίσθηση του εαυτού σου — και είναι πιθανότατα πολύ πιο ανθεκτικές απ' ό,τι είχες φανταστεί.

Αρκετά εντυπωσιακό, θα έλεγα.

Πηγή: Popular Mechanics