V noci mozog nahráva do pamäte, ukázal prelomový výskum

Mozog naozaj nezaháľa, ani keď nebdieme. Koordinuje proces uzdravovania zo zranenia, dohliada na imunitný proces, reguluje náladu, pripomína server Inverse.

A nielen to, praktizuje tiež jav nazývaný "offline replay", pripomína si skúsenosti urobené za bdelého stavu, organizuje ich, katalogizuje a ukladá do dlhodobej pamäte, bez toho aby prepisoval staršie spomienky.

Neurovedci nazývajú tento proces konsolidáciou pamäte. Angažujú sa v ňom dve mozgové oblasti, veľmi plastický hipokampus, odkiaľ putujú novo naučené informácie a skúsenosti do neokortexu, ktorý je ako o poznanie stabilnejší priestor vhodným dlhodobým úložiskom, menej náchylným k strate dát.

Pri konsolidácii pamäti hipokampus reaktivuje neokortikálne neuróny, ktoré sa na spracovanie všetkých prvkov pôvodných udalostí podieľali.

Práve táto opakovaná aktivácia, "offline" prehrávanie, slúži na konsolidáciu pamäte. Slúži na posilnenie nedávnych skúseností a ich postupnému včleneniu do už existujúcej vedomostnej základne v neokortexe, bez toho aby sa narušili informácie, ktoré v ňom už sú uložené, ako vysvetlila serveru Gizmodo Beata Jarosiewiczová.

Túto konsolidačnú hypotézu vedci už doložili u zvierat. U ľudí však doteraz iba nepriamo. Zmenil to až súčasný pokus vedeckého konzorcia nazvaného BrainGate. Je prelomový, pretože proces zdokumentoval priamo zvnútra hláv dvoch dobrovoľníkov, píše Xman.cz.

Elektródy v hlave

Odborníci z BrainGate k tomu využili svoj klinický výskum, pri ktorom dvom kvadruplegikom implantovali do mozgov veľmi miniatúrne elektródy. Tie dokázali zachytiť pohyb rozličných neurónov v mozgu, vďaka tomu dekodér zvládol "prečítať" obyčajnú myšlienku a následne poveriť robotické zariadenie, aby ju premenilo v reč, alebo elektronickú protézu, aby podľa nej vykonala pohyb.

Elektródy v mozgoch oboch dobrovoľníkov sa potom vedci z BrainGate rozhodli využiť práve pre preskúmanie pamäťovej konsolidácie. Najprv oboch účastníkov pokusu odborníci požiadali, nech si doprajú krátky spánok, to aby pri ňom zmerali neurónovú aktivitu.

Po prebudení bolo úlohou dobrovoľníkov hrať starú elektronickú hru z osemdesiatych rokov Simon, pri ktorej je úlohou súťažiacich opakovať svetelné pohyby podľa prístroja. Obaja účastníci pokusu ich mali opakovať v myšlienkach. Vďaka elektródam vedci zaznamenávali, nahrávali, ako pri predstave pohybu vyzerala aktivita neurónov v ich mozgu.

Hrali aj v spánku

Potom si obaja mali dopriať znovu spánok. Otázka, ktorú mali v hlave výskumníci, bola zrejmá: „Čo budú pri spánku neuróny robiť?“ Odpoveď im dali znova elektródy a bola veľmi presvedčivá: neurónová aktivita bola úplne identická s tou, ktorá sprevádzala hranie hry pri bdení.

Inými slovami, mozgy oboch dobrovoľníkov prehrávali v spánku úplne to isté, neuróny opakovali to, čo robili pri hre pred spaním. Bolo to, ako by obaja dobrovoľníci hrali hru, bez toho aby o tom vedeli. Mozgová aktivita bola celkom istá.

Autori štúdie, ktorá vyšla v magazíne Cell Reports, nezastierajú, že takou výraznou zhodou boli prekvapení. „A to aj keď sme ju na základe literatúry z ríše zvierat očakávali, aby sme sa preto uistili, vykonali sme sériu kontrol,“ hovorí Jarosiewiczová. Všetko potvrdili.

Štúdia je pritom významná z dvoch dôvodov. "Bezprecedentnú" z nej robí použitá technológia, ktorá dokázala detekovať činnosť jednotlivých neurónov, ako zdôraznila serveru CNN Jarosiewiczová.

Práca súčasne podáva úplne prvý dôkaz prehrávania v ľudskom mozgu, ktoré je spojené s učením sa, s ukladaním zážitkov do pamäte. Bolo to prvýkrát, čo prehrávanie videli vedci vďaka elektródam doslova na vlastné oči.

Učiť sa do noci nie je dobrý nápad

Vedci prirodzene predpokladajú ďalšie výskumy. Ich štúdia napríklad neobjasnila, do akej miery sa sila, intenzita prehrávania uverejňuje do sily učenia sa. Štúdia tímu z BrainGate však nesie jasné posolstvo už dnes.

Mieri predovšetkým k študentom, ako zhŕňa server Gizmodo. Učiť sa do noci nie je dobrý nápad. Oveľa užitočnejšie je dopriať si dobrý spánok, aby sa mohli novo nadobudnuté informácie v pamäti konsolidovať.

Neurológ Richard Isaacson v rozhovore pre CNN súhlasí. „Podporuje to teóriu, že na optimalizáciu pamäťových funkcií a vzdelávania by mali ľudia klásť dôraz na odpočinkové aktivity, z ktorých najdôležitejší je príhodný spánok. To udrží ich 'motor' vo vysokých otáčkach,“ vyložil.

Z druhej strany pritom spánok preskúmavala iná aktuálna štúdia, vydaná v magazíne Science. Americkí a japonskí vedci v nej naznačujú, že zabúdanie nie je pasívnym javom, nejakým nedopatrením, ale aktívnym mozgovým procesom. Podľa ich výskumu za neho môžu neuróny, ktoré produkujú melanín koncentrujúci hormón.

Výsledky štúdie naznačujú, že tieto neuróny môžu podstatným spôsobom narušiť pamäť a podnietiť zabúdanie počas REM fázy spánku, zhŕňa magazín Massive Science. A dodáva, že lepšie pochopenie zabúdania počas spánku môže zodpovedať otázky ohľadom degenerácie pamäti pri ochoreniach, ako je Alzheimerova choroba.