Mali miš trči na pokretnoj traci, uronjen u potpuno isti virtualni svijet. Svaki put kad ponovno prijeđe isti labirint, miris ostaje jednak, zvukovi nepromijenjeni, slika identična. No u njegovu mozgu događa se nešto što zbunjuje znanstvenike već godinama: neuronske mape prostora ne ostaju fiksne, već se pomiču, kao da mozak svaki put iznova ispisuje vlastita sjećanja.
Ovo “driftanje” memorije, fenomen u kojem sjećanja o istom mjestu s vremenom preuzimaju različite neuronske mreže, sada je potvrđeno u strogo kontroliranom eksperimentu, bez ikakvih vanjskih smetnji. Nova studija objavljena u časopisu Nature sugerira da memorija nije stabilna snimka stvarnosti, već dinamična i živa struktura koja se neprestano mijenja.
Stara ideja o stabilnim stanicama više ne drži vodu
Desetljećima su neuroznanstvenici vjerovali da mozak koristi “stanice mjesta”, specijalizirane neurone u hipokampusu, kako bi bilježio lokacije i navigaciju. Kada životinja uđe u poznato okruženje, isti neuroni se aktiviraju, stvarajući internu mapu prostora.
No 2013. godine, jedno istraživanje uzdrmalo je taj koncept. Pokazalo se da iako se neki neuroni ponovno aktiviraju, većina ih mijenja aktivnost čak i kad se miševi vraćaju u isti labirint. Taj fenomen nazvan je “reprezentacijski drift”, no mnogi su ga odbacili kao rezultat nepredvidivih varijabli poput mirisa, zvukova ili brzine kretanja miševa.
Kako bi eliminirali sve vanjske faktore, istraživači sa Sveučilišta Northwestern osmislili su eksperiment u virtualnoj stvarnosti. Miševi su trčali na maloj traci za trčanje, dok su oko njih bile postavljene na ekranu simulacije identičnog labirinta. Svaki pokušaj bio je isti: miris se pumpao u nos istom snagom, pozadinski šum je bio konstantan, a brzina kretanja nadzirana.
Kako bi pratili aktivnost neurona u stvarnom vremenu, znanstvenici su miševima kirurški implantirali prozirni otvor na lubanji i ubrizgali fluorescentnu tvar koja svijetli kada se neuroni aktiviraju. Aktivnost hipokampusa zatim su promatrali pod mikroskopom, bez ikakvih posljedica po zdravlje životinja.
Samo mali broj stanica ostaje vjeran sjećanju
Unatoč savršenoj ponovljivosti pokusa, samo 5 do 10 posto opaženih neurona dosljedno se aktiviralo pri svakom prolazu miša kroz virtualni prostor. Te “stabilne stanice” bile su ujedno i najpobudljivije, najsklonije reakciji na podražaj.
Istraživači su utvrdili da stanice s izraženijom sposobnošću aktivacije ostaju stabilne kroz vrijeme, dok one manje reaktivne pokazuju veći stupanj varijabilnosti. Čak i u nepromijenjenom okruženju, memorija se unutar hipokampusa neprestano reorganizira.
Zašto bi mozak uopće “micao” sjećanja? Voditelj studije Daniel Dombeck smatra da se možda radi o načinu na koji mozak odvaja slična iskustva. Ako više puta posjetimo isto mjesto, posao, školu, park, mozak mora pronaći način da svako od tih iskustava zabilježi kao zaseban događaj. Driftanje memorije moglo bi služiti kao mehanizam za razlikovanje sličnih epizoda kroz vrijeme.
U tom kontekstu, drift nije pogreška, već koristan alat za kronološko razdvajanje iskustava. To bi mogao biti osnovni princip funkcioniranja epizodičke memorije, sjećanja koja su vezana uz određeno mjesto i vrijeme. Nasuprot tome, motorička sjećanja, poput vožnje bicikla, možda u mozgu zauzimaju potpuno drugačiji oblik.
Gubitak memorije možda dolazi sa slabljenjem stabilnih stanica
Studija ima svoja ograničenja. Tehnika snimanja pokrivala je tek oko 1% neurona u hipokampusu. No temeljem prethodnih istraživanja, autori vjeruju da se isti procesi događaju i šire u tom dijelu mozga.
Premda se rad temelji na miševima, Dombeck ističe da su mehanizmi u ljudskom hipokampusu vjerojatno vrlo slični. Zanimljivo je i da s godinama stanice hipokampusa postaju manje pobudljive. Ako je doista tako, pad memorije u starijoj dobi mogao bi djelomično proizlaziti iz smanjenja aktivnosti onih nekoliko ključnih, stabilnih neurona.
“Izazovno je, ali ako bismo nekako mogli očuvati pobudljivost tih stanica, možda bismo mogli očuvati i memoriju,” zaključuje Dombeck. No za to će biti potrebno još mnogo istraživanja.
Ivan je novinar, bloger i autor s više od 15 godina iskustva u digitalnim medijima. Piše o širokom spektru tema, uključujući svemir, astronomiju, znanost, povijest i arheologiju. Objavljuje kao gostujući autor u Večernjem listu, a kao stručni sugovornik gostovao je u emisijama na kanalima Science Discovery i History Channel. Osnivač je portala Kozmos.hr, prvog hrvatskog online magazina posvećenog popularizaciji znanosti i svemira.
