Способност памћења и чувања успомена на неколико дана или цео живот је важна функција
Разумевање како мозак складишти информације ирегулише која ће сећања остати дуго, а која ће нестати, помоћи ће у развоју метода за јачање памћења код оних који су у ризику од развоја поремећаја повезаних са узрастом и вратити нормалну функцију мозга након повреде.
Како функционише памћење?
Различити типови меморије се креирају и чувајуразличито и у различитим деловима мозга. Неуронаучници још не разумеју у потпуности замршеност свих процеса, настављају да прецизирају детаље и откривају нове функције мозга. Међутим, познато је да аутобиографска сећања – сећања на догађаје доживљене лично – почињу да се обликују у делу мозга који се зове хипокампус у сатима и данима након догађаја.
Неурони су ћелије нервног система које међусобно комуницирају.други кроз синапсе. То су области у којима се две ћелије повезују и размењују „информације“ кроз мали јаз помоћу хемијских порука (неуротрансмитера). Сваки неурон може бити повезан преко синапси са хиљадама других.
Интеракција неурона под микроскопом. Видео: УЦ Беркелеи
Једна од кључних особина неурона је синаптичкапластичне. Ово је име дато способности синапси да ојачају или ослабе током времена као одговор на повећање или смањење активности интеракције. Сматра се да су дугорочне промене у ефикасности синапси, у зависности од учесталости „употребе“, важне за учење, формирање памћења и развој неурона.
Неурони стално производе нове протеине заремоделирање делова синапсе, као што су рецептори за одређене неуротрансмитере. Ово омогућава нервним ћелијама да селективно ојачају своје везе једна са другом. Као резултат, формира се мрежа која кодира меморију. Што се меморија чешће „активира“, њена неуронска мрежа постаје јача. Такве структуре превазилазе хипокампус и формирају дуготрајну меморију у различитим деловима мозга.
Да ли видите успомене?
Крајем 19. века научници су створили првимикроскопи су довољно моћни да идентификују појединачне неуроне. До средине следећег века, електронски микроскопи су показали синаптичке структуре широке само неколико десетина нанометара, а касније су, користећи двофотонске микроскопе, истраживачи посматрали како се синаптичке везе формирају у реалном времену током процеса учења.
Одна из моделей, которую нейробиологи используют за рад са памћењем то је енграм. Ово је име дато физичком трагу (неуралној мрежи) одређене меморије у мозгу. Енграмске ћелије су популације неурона чија реактивација доводи до индивидуалног преузимања меморије.&нбсп;
Бројна истраживања у области генетикеомогућило визуализацију таквих енграма. На пример, научници су користили вирусе да убризгавају зелени флуоресцентни протеин који се налази у медузама у мозгове мишева, узрокујући да неурони сијају док уче. А увођењем протеина алги осетљивог на светлост, цаналрходопсина (ЦхР2), могуће је вештачки активирати одређене неуроне, „искључити“ или „покренути“ одређене енграме.
На пример, идентификовали су истраживачи са МИТ-аенграм који је настао у мозгу мишева током процеса учења страха. Поновљена вештачка активација ове мреже неурона помоћу плаве светлости довела је до „смрзавања“ животиња, што је карактеристична реакција на опасност.&нбсп;
Други метод визуелизације сећања јефункционална магнетна резонанца (фМРИ). Ова технологија се заснива на повезивању неуронске активности са променама у протоку крви у мозгу. Посматрајући како се хемодинамика (кретање крви) мења, истраживачи одређују које области мозга су активне у једном или другом тренутку.&нбсп;
Са овом технологијом, нпр.Истраживачи са Универзитета у Орегону обучили су вештачку интелигенцију да препозна и реконструише слике лица које се појављују у људском памћењу. Током процеса обуке, учесницима су показиване фотографије лица различитих људи, а компјутер је обрадио фМРИ податке и генерисао обрасце мождане активности карактеристичне за сваку фотографију.&нбсп;
Након тога, када је учесницима приказана нованепозната АИ фотографија, заснована на активности мозга, компјутер је покушао да реконструише лице на слици. Иако је била далеко од тога да буде потпуно слична готовој слици, вештачка неуронска мрежа је тачно идентификовала и поново креирала неке карактеристике, а такође је одражавала субјективну перцепцију одређених особина од стране особе, на пример, боју коже.
Шема експеримента: обука (горе) и реконструкција непознате слике (доле). Илустрација: Хонгми Лее, Брице А. Кухл, Јоурнал оф Неуросциенце
Да ли се сећањима може манипулисати?
Један од начина да се формира „лажносећања” код мишева демонстрирали су пре скоро деценију истраживачи са Технолошког института у Масачусетсу. Приступ који су предложили научници заснива се на идентификацији енграма повезаних са одређеним догађајима и њиховом активирању помоћу оптогенетике (контролисање неурона уз помоћ светлости).
Шема експеримента за стварање лажнеуспомене. Научници су прочитали образац који одговара окружењу А. Преместили су животиње у окружење Б, укључили струју и паралелно уз помоћ светлости активирали неуроне енграма који одговара окружењу А. Када су поново стављене у контекст А , показали су лажно сећање на страх за А (замрзавање је означено таласастим линијама), где никада нису били погођени струјом. Истовремено, није било промена у понашању у неутралном окружењу Ц. Слика: Стеве Рамирез ет ал., Границе у бихејвиоралним неуронаукама
Научници су генетски модификовали мишеве дау циљу увођења гена који кодира протеин цаналрходопсин (ЦхР2) у неуроне. То је протеин осетљив на светлост који служи као фоторецептор у једноћелијским зеленим алгама. Ген је модификован да покрене експресију флуоресцентног протеина када се неурон активира. Ова модификација омогућила је научницима да прате који су неурони активни (флуоресцирају) током процеса учења, као и да их поново активирају помоћу светлости.
Током експеримента научници су поставилилабораторијских мишева у прву „собу“ и прочитајте енграм (неуронску мрежу) који је одговарао сећањима на ово окружење. Након тога, животиње су премештене у друго окружење, неурони повезани са првом „собом” су активирани и шокирани.
Даља анализа је показала да код животињаформирало се лажно памћење повезано са страхом од првобитног подручја (прва „соба”). Иако мишеви тамо никада нису били шокирани, када су се смјестили у ово окружење, смрзли су се од страха.
Нормално понашање „обученог” миша пре светлосне активације и страха после активације енграма повезаног са прошлим страхом. Видео: Лиу, Кс. ет ал., Натуре
Иако је ово дело самопримитивни експеримент, а људски мозак је много сложенији од миша, студија показује како се сећања лако мењају под утицајем спољашњих утицаја. Бројне студије о формирању лажних сећања код људи у свакодневном животу потврђују ову пластичност.
Опширније:
Мач за који се сматра да је лажан испоставило се да је артефакт стар 3.000 година из бронзаног доба
Нови одломци из Књиге мртвих пронађени у Египту
Тајанствени отисак под земљом изненадио је научнике. Стар је преко 1000 година