Infirmarea memoriei silențioase: creierul procesează activ informațiile neatente

Înțelegerea modului în care creierul uman stochează informațiile și apoi le folosește pentru a îndeplini diverse sarcini a fost mult timp un obiectiv major al cercetării în neuroștiințe și psihologie. Oamenii de știință au identificat anterior diferite tipuri de memorie, fiecare cu propriile caracteristici și funcții.

Un astfel de tip este memoria de lucru, care implică stocarea și procesarea pe termen scurt a informațiilor importante, în special a celor necesare pentru a îndeplini sarcini logice sau a lua decizii în viitorul apropiat. Cercetările arată că această stocare temporară de informații este asociată cu activitatea constantă și susținută a anumitor neuroni din creier.

Majoritatea studiilor anterioare asupra memoriei de lucru au folosit sarcini în care participanților li s-a cerut să-și amintească toate informațiile care le-au fost prezentate.

Cu toate acestea, foarte puține studii au încercat să înțeleagă modul în care creierul stochează informațiile „neatenționale” - adică stimuli care nu sunt în prezent în centrul atenției și nu sunt direct relevanți pentru sarcina în cauză.

Oamenii de știință de la Academia Poloneză de Științe, SUNY Upstate, Spitalul Militar din Elk și Universitatea de Medicină din Wroclaw au decis să testeze validitatea unui model teoretic care sugerează existența unui „mecanism silențios de activitate” responsabil pentru stocarea informațiilor neatente.

Rezultatele lor, publicate în revista Nature Human Behaviour, contestă această presupunere teoretică și arată în schimb că stocarea informațiilor neatenționale este asociată și cu activitatea neuronală.

„Știm că elemente ale memoriei noastre de lucru – gândurile noastre – sunt reprezentate de activitatea neuronilor specializați”, a declarat autorul principal Jan Kaminski pentru Medical Xpress.
„Când trebuie să reținem ceva în minte, anumiți neuroni devin mai activi. De exemplu, când memorăm un număr de telefon, anumiți neuroni devin temporar mai activi, codificând acea informație.”
„Cu toate acestea, cercetări recente au sugerat că, dacă un element de memorie este temporar neclar, activitatea neuronilor revine la nivelurile de fundal – de exemplu, atunci când trebuie să ne amintim un număr de telefon, dar trecem temporar la o altă sarcină.”

Aceste presupuneri s-au bazat în mare măsură pe date obținute folosind metode neinvazive, cum ar fi EEG și fMRI. Cu toate acestea, aceste metode măsoară activitatea medie a sute de mii de neuroni, ceea ce înseamnă că activitatea unui grup mic de celule poate fi „înghițită” de inactivitatea neuronilor din jur.

„Laboratorul nostru este specializat în înregistrarea directă a activității neuronale în timpul procedurilor clinice invazive, cum ar fi implantarea de electrozi în creierul pacienților pentru monitorizarea epilepsiei”, spune Kaminski.
„Aceasta oferă o oportunitate unică de a testa direct ipoteza activității silențioase. În acest studiu, am înregistrat activitatea neuronilor din lobul temporal, cunoscuți pentru rolul lor în memoria de lucru.”

Participanților li s-au arătat două imagini și li s-a cerut să le țină minte pe amândouă, dar să se concentreze doar pe una în prima parte a experimentului. Ulterior, fie trebuiau să continue să se concentreze pe aceeași imagine, fie să treacă la cea care era anterior „neclară”.

„Acest design experimental se numește paradigma dublu retro-cue și a fost utilizat în studii anterioare”, explică Katarzyna Paluch, prima autoare a lucrării.
„Pentru a înregistra activitatea, am folosit EEG intracranian, o procedură clinică în care electrozii sunt plasați chirurgical direct în creierul pacientului, de exemplu pentru a diagnostica epilepsia. Acest lucru ne-a permis să înregistrăm activitatea neuronilor individuali.”

Pe măsură ce participanții își mutau atenția de la o imagine la alta, oamenii de știință au înregistrat activitatea neuronilor din lobul temporal pentru a înțelege cum stochează creierul informațiile „non-focalizate”.

„Spre surprinderea noastră, am descoperit că până și imaginea pe care participantul nu se concentra continua să fie reprezentată activ prin declanșarea neuronală”, a spus Kaminski.
„Acest lucru contrazice ipoteza stocării silențioase și arată că elementele nefocalizate din memoria de lucru sunt reprezentate și de activitatea neuronală activă. Rezultatele noastre sugerează că o mare parte a memoriei noastre de lucru - această «schiță» mentală - este menținută prin declanșarea neuronală activă.”

Astfel, gândurile și alte informații care se află în afara centrului atenției sunt încă susținute de neuroni activi și nu de un mecanism „silențios”, așa cum se presupunea anterior.

Pe lângă importanța lor fundamentală pentru înțelegerea modului în care funcționează memoria, aceste descoperiri pot influența și dezvoltarea tratamentelor pentru tulburările mintale care implică afectarea memoriei de lucru, cum ar fi ADHD, TOC și schizofrenia.

„De exemplu, rezultatele noastre ne permit să ne gândim la crearea de implanturi neuronale sau stimulatoare electrice care pot ajuta la menținerea informațiilor specifice în memoria de lucru, extinzând posibilitățile terapiei”, a adăugat Kaminski.
„Laboratorul nostru continuă în prezent să studieze memoria de lucru și mecanismele sale neuronale folosind înregistrări directe ale activității cerebrale.
În viitor, intenționăm să studiem modul în care creierul comută între menținerea informațiilor actuale și amintirea informațiilor noi, ceea ce este esențial pentru o activitate cognitivă flexibilă.”