Czasem w pamięci utkwi twarz nieznajomego w metrze, kot ze zdjęcia albo drobne z zwykłego wtorku. Dlaczego właśnie te drobiazgi trafiają do osobistego archiwum, a setki innych rozpływają się bez śladu? Nowa praca zespołu Xiao i jego kolegów z Cedars-Sinai wskazuje na nieoczekiwanego uczestnika tego procesu — ciało migdałowate, czyli amygdalę. Większość zna je przede wszystkim jako ośrodek strachu, okazuje się jednak, że ma ono udział także w tym, co warto zapamiętać.
Amygdalę od dawna wiąże się z przetwarzaniem wydarzeń istotnych emocjonalnie. Dlatego jej rolę w zapamiętywaniu zwykle wyjaśnia się siłą przeżyć: strach, radość czy wzruszenie czynią chwilę wyraźniejszą, a mózg chętniej ją zachowuje. Badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Neuroscience pokazuje, że obraz jest szerszy. Aktywność pojedynczych neuronów amygdali pozwala przewidzieć, które obrazy człowiek rozpozna później, i ten związek nie znika, nawet jeśli uwzględnić, jak silnie obraz poruszył emocjonalnie.
Autorzy pracowali z bezpośrednimi zapisami. Śledzili aktywność pojedynczych komórek nerwowych u osób z padaczką oporną na leki: takim pacjentom wszczepia się elektrody w głąb mózgu, aby znaleźć ognisko napadów. Uczestnicy oglądali obrazy, a następnie przechodzili test rozpoznawania. Dzięki temu udało się zestawić dwa momenty: jak konkretny neuron odpowiedział na obraz za pierwszym razem i czy człowiek przypomniał go sobie później. Dane uzyskano w dwóch niezależnych próbach — 42 i 95 pacjentów z różnymi zadaniami pamięciowymi. Kluczowy wynik potwierdził się także w drugiej próbie.
Najciekawsza jest wybiórczość neuronów. Wiele komórek amygdali nie reaguje na wszystko po kolei: każda z nich silniej odpowiada na jedną określoną kategorię obrazów. W badaniu były to twarze, zwierzęta, jedzenie, samochody i pejzaże. Słowo „preferencja” jest tu terminem technicznym, który opisuje formę odpowiedzi komórki, a nie osobiste sympatie człowieka.
I tu właśnie wybiórczość staje się istotna dla pamięci. Im silniej taka komórka odpowiadała na obraz z „własnej” kategorii przy pierwszym pokazie, tym wyższe było prawdopodobieństwo, że człowiek rozpozna go później. Różnica w aktywności pojawiała się około 350 milisekund po ukazaniu się obrazu, czyli niemal natychmiast, długo przed tym, zanim człowiek świadomie zdecyduje, czy coś zapamiętał. Najczęściej efekt jest wyraźniejszy w prawej półkuli: tam związek między neuronami amygdali a zapamiętywaniem okazał się silniejszy.
Szczególnie ważne jest to, że emocjonalna ocena obrazów nie znosiła tego efektu. Przyzwyczajone wyjaśnienie przez siłę przeżyć okazało się jedynie częścią obrazu. Amygdala, jak się wydaje, reaguje także na samą treść tego, co zobaczone, i pomaga zdecydować, które fragmenty doświadczenia warto zachować.
Jest jeszcze jeden szczegół. Gdy obraz był zapamiętywany, aktywność amygdali i hipokampa — obszaru mózgu od dawna związanego z tworzeniem wspomnień o wydarzeniach — synchronizowała się w czasie ściślej. Neurony hipokampa, reagujące na „preferowaną” kategorię, silniej zgadzały się rytmem z wahaniami aktywności w amygdali. Można to sobie wyobrazić jako dwóch muzyków, którzy trafniej wpadają we wspólny takt. W mózgu taki „takt” być może pomaga obu strukturom wspólnie zapisać wydarzenie, ale to na razie hipoteza.
Wnioski mają jednak granice i sami autorzy je wskazują. Obserwacje pokazują związek między aktywnością neuronów a zapamiętywaniem, ale nie dowodzą przyczyny. Czy stymulacja takich neuronów mogłaby poprawić pamięć, trzeba będzie sprawdzić osobno. Badanie prowadzono na osobach z padaczką, a ich mózg może różnić się od mózgu osób zdrowych, dlatego przenoszenie wyników na wszystkich wymaga ostrożności. Poza tym test rozpoznawania obrazów mierzy tylko jeden rodzaj pamięci i nie pozwala wnioskować o wspomnieniach, które żyją dziesięcioleciami. Do tego potrzebne są inne badania.
Zainteresowanie praktyczne jest zrozumiałe. Autorzy wiążą swoje odkrycia z chorobą Alzheimera i padaczką skroniową, w których pamięć zawodzi, i dopuszczają, że amygdala może stać się celem przyszłych metod leczenia, na przykład neuromodulacji. Na razie to jednak hipoteza, a nie narzędzie: eksperyment nie sprawdzał terapii ani nie mierzył pamięci przez lata.
Siła tej pracy tkwi w bezpośrednich pomiarach pojedynczych neuronów u ludzi i w powtórzeniu kluczowego wyniku na drugiej próbie. Pomaga to dokładniej zobaczyć, jak różne obszary mózgu uczestniczą w przekształcaniu bieżącego doświadczenia w to, co będziemy mogli przypomnieć sobie później.
Dla zwykłego człowieka wniosek jest taki: zapamiętywanie zaczyna się w momencie spotkania ze światem. Odpowiedź emocjonalna, treść tego, co zobaczone, i zgodna praca sieci neuronowych razem decydują, czy ulotny obraz stanie się częścią osobistej historii. Amygdala uczestniczy w tym procesie szerzej, niż podpowiada przyzwyczajony obraz ośrodka strachu.
Jak dokładnie pojedynczy obraz zyskuje przewagę nad innymi, pozostaje na razie otwartym pytaniem. Odpowiedź może pomóc zrozumieć, jak z potoku ulotnych wrażeń składa się nasza osobista historia.
