Pamięć robocza – dawniej zwana krótkotrwałą – pełni funkcję naszego umysłowego RAM-u czy też tablicy, na której na chwilę zapisujemy ważne informacje, które poddajemy obróbce zanim je zapiszemy na stałe lub wymażemy. To pamięć robocza umożliwia nam zapamiętanie numeru BLIK, składników, które już dodaliśmy do ciasta czy cyfr w działaniach matematycznych.

- Przeanalizowaliśmy mechanizmy neuronalne leżące u podstaw pamięci roboczej. Wbrew popularnej teorii tzw. activity-silent odkryliśmy, że myśli utrzymywane w naszej pamięci roboczej, a które nie znajdują się w centrum naszej uwagi, są nadal reprezentowane przez aktywną, utrzymującą się aktywność neuronalną – wyjaśnia w rozmowie z PAP autor badań dr hab. Jan Kamiński z Pracowni Neurofizjologii Umysłu Instytutu Nenckiego PAN.

- Wydaje się, że znaczna część naszego myślenia opiera się na ciągłej aktywności elektrycznej neuronów – niezależnie od tego, czy myśl jest w danej chwili używana, czy tylko „czeka w kolejce” – dodaje dr Kamiński.

Badania zespołu ukazały się w prestiżowym „Nature Human Behaviour”. Pierwszą autorką pracy jest dr Katarzyna Paluch.

Pamięć robocza umożliwia przechowywanie wielu informacji równolegle. Przykład? Gra w memory, w której chodzi o szukanie par wśród zakrytych kart. Kiedy odkryjemy jakąś kartę, możemy sobie przypomnieć, gdzie leży druga karta tworząca z nią parę. Informacja o tej karcie przechodzi na chwilę do świadomości. Ale w pamięci roboczej w tym samym czasie znajdują się - chwilowo poza uwagą - gotowe do użycia informacje o położeniu innych kart, które pojawiły się już dotąd w grze.

Celem badaczy było sprawdzenie, jak przechowywane są świeżo pozyskane informacje, które chwilowo nie są używane. Dotychczasowe badania (głównie EEG i fMRI) sugerowały, że nieaktywne elementy pamięci roboczej mogą być przechowywane „cicho”, czyli bez wyraźnej aktywności neuronalnej. Problem w tym, że techniki te mierzą aktywność w dużych populacjach neuronów, co może maskować subtelne ślady aktywności pojedynczych komórek pamięci.

Zespół dr hab. Jana Kamińskiego zastosował jednak nowatorskie podejście: rejestrował aktywność pojedynczych neuronów w ludzkim mózgu – co jest rzadkością w badaniach. Umożliwiła to współpraca z pacjentami cierpiącymi na padaczkę lekooporną, u których w celach diagnostycznych wszczepiono elektrody do mózgu.

- Około 30 proc. pacjentów z padaczką nie reaguje na leczenie farmakologiczne. Najskuteczniejszym rozwiązaniem może być chirurgiczne usunięcie ogniska napadowego, ale najpierw trzeba je precyzyjnie zlokalizować – tłumaczy Jan Kamiński.

W ramach takiej diagnostyki pacjentom wszczepiono elektrody do przyśrodkowego płata skroniowego – obszaru kluczowego dla pamięci. Dzięki specjalnym mikroelektrodom badacze mogli rejestrować aktywność pojedynczych neuronów.

Następnie u każdego pacjenta zbadano, na jakie bodźce reagują konkretne neurony – np. na obrazy zwierząt, sławnych osób, obiektów. Potem w eksperymencie wyświetlano dwa znane uczestnikowi obrazy, proszono, by jeden z nich obserwował aktywnie, a drugi zapamiętał na później (czyli trzymał w pamięci roboczej, ale poza uwagą). A potem badano, co dzieje się z aktywnością neuronów kodujących ten „nieużywany” obrazek.

Okazało się, że nawet komórki odpowiadające za obrazek niebędący w centrum uwagi utrzymywały aktywność określonych neuronów – choć ich sposób działania był inny niż wtedy, gdy obrazek był aktywnie obserwowany. Zmiana uwagi powodowała przekształcenie wzorca aktywności, ale nie jego wygaszenie.

To odkrycie podważa teorię „aktywności cichej” i wspiera pogląd, że informacje w pamięci roboczej są przechowywane aktywnie, nawet gdy nie są aktualnie używane - uważa dr Kamiński.

Badanie rzuca nowe światło na mechanizmy przechowywania informacji w ludzkim mózgu i może mieć znaczenie w terapii i diagnostyce zaburzeń, w których pamięć robocza jest osłabiona – takich jak ADHD, OCD, schizofrenia czy depresja.

- Nasze wyniki istotnie pogłębiają zrozumienie procesów pamięciowych i mogą przyczynić się do opracowania lepszych metod diagnozy oraz terapii zaburzeń poznawczych – podsumowuje Jan Kamiński.

Link do artykułu źródłowego: „Nature Human Behaviour”.

Ludwika Tomala (PAP)

lt/ bar/ amac/