Memóriatárolás az emberi agyban

A Science folyóiratban augusztus 16-án jelent meg a University of Basel kutatóinak cikke, amelyben azt sikerült bizonyítani, hogy az agy az emlékeket több memóriamásolat formájában tárolja, amelyek ráadásul különböző ideig maradnak meg.

Az a képesség, hogy a megfigyelt tapasztalatokat emlékké alakítsuk, lehetővé teszi számunkra, hogy tanuljunk a múltból, és a tanultakat modellként használjuk fel ahhoz, hogy új helyzetekre megfelelően reagáljunk. Éppen ezért volt a mostani vizsgálat során a kutatók nullhipotézise az, hogy mivel a körülöttünk lévő világ változik, ez az emlékezeti modell nem lehet egyszerűen a régi szép idők rögzített archívuma. Sokkal inkább valószínű, hogy valamilyen módon dinamikusnak kell lennie, idővel változnia kell, és alkalmazkodnia kell az új körülményekhez, hogy jobban segítsen nekünk a jövő előrejelzésében és a legjobb cselekvési mód kiválasztásában. Az, hogy az agy hogyan tudja szabályozni egy emlék tárolásának és előhívásának dinamikáját, egész eddig rejtély volt.

Flavio Donato professzor kutatócsoportja egérmodellek segítségével már régóta vizsgálta, hogyan tárolódnak az emlékek az agyban, és hogyan változnak az élet során. A mostani vizsgálat során felfedezték, hogy a hippokampuszban, a tapasztalatokból való tanulásért felelős agyi régióban egyetlen esemény párhuzamos memóriamásolatokban tárolódik a neuronok legalább három különböző csoportja között, amelyek az embrionális fejlődés különböző szakaszaiban keletkeznek. A fejlődés során elsőként kialakuló, korán kialakuló neuronok felelősek az emlék hosszú távú fennmaradásáért. Bár ez a memóriamásolat kezdetben túl gyenge ahhoz, hogy az agy hozzáférjen, az idő múlásával egyre erősebbé válik. Emellett az embereknél az agy csak néhány évvel a kódolás után férhet hozzá az ilyen emlékhez. Ezzel szemben a későn képződött neuronok által létrehozott emlékmásolat ugyanarról az eseményről kezdetben nagyon erős, de idővel elhalványul, így pedig, ha elég sok idő telik el, az ilyen másolat elérhetetlenné válik az agy számára. A középmezőnyben, a fejlődés során a két véglet között keletkező neuronokban egy stabilabb másolat figyelhető meg.

Meglepő módon az, hogy melyik másolatot használja az agy, azzal is összefügghet, hogy mennyire könnyű megváltoztatni egy emléket - vagy felhasználni azt egy új emlék létrehozásához. A későn képződő neuronok által a megszerzés után rövid ideig tárolt emlékek könnyen módosíthatók és újraírhatók. Ez azt jelenti, hogy egy helyzetre való emlékezés röviddel azután, hogy megtörtént, felkészíti a későn létrejött neuronokat arra, hogy aktívvá váljanak, és a jelenbeli információkat integrálják az eredeti emlékezetbe.

Ezzel szemben ugyanannak az eseménynek a hosszú távú emléke arra ingerli a korán képződött neuronokat, hogy újra aktiválódjanak, azaz, hogy előhívják eltárolt másolatukat, de a kapcsolódó emlék már nem módosítható könnyen. “Az, hogy az emlékek mennyire dinamikusan tárolódnak az agyban, bizonyítja az agy plaszticitását, ami a hatalmas memóriakapacitás alapját képezi” - nyilatkozta Vilde Kveim, a cikk első szerzője.

Donato kutatócsoportja bebizonyította, hogy az egyes memóriamásolatok aktiválása és időzítése jelentős következményekkel járhat arra nézve, hogyan emlékezünk, hogyan változtatjuk és használjuk emlékeinket.

„Az a kihívás, amelyet az agynak az emlékek felidézése során a memóriával szemben teljesítenie kell, egészen lenyűgöző: egyrészt emlékeznie kell arra, hogy mi történt a múltban, hogy segítsen értelmet adni a világnak, amelyben élünk. Másrészt alkalmazkodnia kell a körülöttünk zajló változásokhoz, így módosulnia kell az emlékeinknek is, hogy az agy segítsen megfelelő döntéseket hozni a jövőnkkel kapcsolatban” - fejtette ki Donato.

Úgy tűnik tehát, hogy az agy az emlékek előhívása során egy kényes egyensúlyt tart fenn, amelynek jobb megértéséhez ezzel a vizsgálattal egy lépéssel közelebb jutottunk. A kutatók remélik, hogy egy napon ezek az eredmények segíthetnek abban, hogy enyhíteni lehessen a kórosan tolakodó, traumatikus emlékek hatását, vagy akár vissza is lehet hozni olyan emlékképeket, amelyeket korábban már elveszettnek hittünk.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

The brain creates parallel copies for a single memory, new study reveals

Divergent recruitment of developmentally defined neuronal ensembles supports memory dynamics

Irodalmi hivatkozás:

Vilde A. Kveim et al, Divergent recruitment of developmentally defined neuronal ensembles supports memory dynamics, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adk0997. www.science.org/doi/10.1126/science.adk0997