Работната памет задържа за кратко ограничена информация, като осигурява основата за по-сложни умствени процеси (снимка: CC0 Public Domain)
Изследванията върху начина, по който човешкият мозък съхранява информация, могат да доведат до откриването на лечения за хора, изпитващи затруднения с ежедневните задачи.
От Витория Д’Алесио
Професор Ян Буйтелаар, експерт по неврологични заболявания, е заинтригуван от евентуална връзка между синдрома на дефицит на вниманието и хиперактивност, или СДВХ, и паметта.
Макар и гените да изиграват съществена роля за СДВХ, Буйтелаар смята, че и частта от мозъка, която запаметява — известна като „работна памет”, също играе съществена роля. Работната памет задържа за кратко ограничена информация, като например адрес на улица или телефонен номер, като осигурява основата за по-сложни умствени процеси като вземане на решения.
Тестване на съхраняването на информация
„Когато учителят обясни нещо на ученика, от детето се очаква да запази голяма част от тази информация в своето съзнание, като също я комбинира с факти и знания, съхранени в други части на мозъка”, казва Буйтелаар, който прави изследвания в Медицинския център към университета „Радбауд” в Нидерландия. „Тези функции се извършват от работната памет”.
Целта на финансиран от ЕС изследователски проект е да се хвърли нова светлина върху връзките между психични заболявания като СДВХ и работната памет.
Докато СДВХ засяга милиони хора в Европа, той далеч не е единственото неврологично заболяване, свързано с дефицит на работната памет.
„Работната памет може да бъде компрометирана при много заболявания — от шизофрения до болестта на Алцхаймер или болестта на Паркинсон — но и също при остаряването в добро здраве”, твърди д-р Бернхард Шпицер, когнитивен невролог в Института по развитие на човека „Макс Планк” в Германия. „Така че е много важно тя да бъде разбрана по-добре”.
Шпицер ръководи проект на ЕС, който се нарича DeepStore и продължава пет години до 2026 г.
Въпреки ограничения капацитет, с който разполага работната памет — в даден момент може да съхрани само четири до седем вида информация — тя е от съществено значение за нормалното функциониране на човека и представлява това, което Шпицер нарича „свръхсила”.
Пъргаво чудо
Когато работната памет работи под възможностите си, хората забравят за свършеното от тях мигове по-късно — забравят например, че са сложили хавлия в чанта за фитнес веднага след като са я закопчали.
„Ако свързаните с вниманието умения са ви недобри, имате постоянни отклонения от влизащото в работната ви памет”, казва Буйтелаар. „Така че е много по-трудно да се направят тези връзки”.
Целта на екипа на DeepStore е да положи основите за откриването на по-добри лечения за хора с проблеми в тази област, като разшири познанията за мястото и начина на съхраняване на тези спомени от мозъка.
Според доскоро общоприетото мнение системата на работната памет се намира изцяло в префронталния кортекс на мозъка. Сега е ясно — макар и с ограничени данни, че много други части на мозъка също участват.
„Все още е нужно да бъде обяснено как запазването на работната памет се разпределя в мозъка”, твърди Шпицер. „Разкриването на тази загадка ще ни придвижи една важна стъпка към разгадаването на свръхсилата на работната памет”.
Екипът вярва, че значението на работната памет се крие в нейната пъргавост — способността ѝ да преобразува и преформатира информация.
„Знаем, че е много адаптивна и динамична”, казва Шпицер. „Ако вдигна писалка например, можете да съхраните информацията пред очите си в работната памет в безброй формати: като фотографски образ, като абстрактно понятие, свързано с познанието ви за функцията на писалката, или като предмет, който се държи под определен ъгъл. А мозъкът ви ще може да промени този формат според задачата, за която информацията е нужна”.
Екипът на DeepStore използва проследяване на очите, сканиране на работата на мозъка и други неинвазивни техники за измерване на активността на мозъка и магнитните полета у хората.
В следваща стъпка изследователите ще прегледат данните от електроди, имплантирани в мозъците на примати, различни от човека, за да разшифроват невронните основи на работната памет на равнище отделната клетка.
„Надяваме се до края на изследването ни по-добре да разбираме динамиката на работната памет и как тя ни осигурява точната информация в точното време за каквато и да е текуща задача”, казва Шпицер.
Познаване на същността и начините
Докато някои хора изпитват затруднения със запазването на преходна информация, за други проблемът е в съхраняването, запазването и извличането на получени в миналото данни.
Дълготрайната памет е насоката на друг финансиран от ЕС изследователски проект.
Наречен MemUnited, той продължава две години и половина, до май 2025 г., и представлява сътрудничество между университета в Гент и Колумбийския университет в САЩ.
Целта на изследователите е да разширят знанията за невронните процеси, които се споделят от двете основни системи на мозъка, поддържащи дълготрайната памет: „декларативната“ и „процедурната”.
Процесите при декларативната памет позволяват съзнателно да се припомнят факти и минали събития — „познаването на същността”. Това обхваща както общите познания, като научни понятия например, така и личния опит.
Процесите при процедурната памет подпомагат запазването на уменията, навиците и „мускулната памет”. Това е функцията „познаване на начините”, която включва неща като каране на велосипед или приготвяне на чаша кафе.
„Обикновено хората използват процедурната памет, за да приготвят чаша кафе и автоматично избират необходимите действия в правилната поредност”, казва д-р Нина Долфен — белгийски психолог, който работи по MemUnited.
Припокриващи се възможности
Доскоро експертите считаха, че процедурната и декларативната система работят независимо и включват различни части на мозъка.
Но сканирането на човешкия мозък през последното десетилетие показва, че някои невронни процеси биват споделени, като и двете системи влизат в хипокампуса — съществена част от мозъка, която се свързва с паметта.
Въпреки това малко се знае за препокриването.
„Ако тези две системи на паметта си взаимодействат, възможно е даден непокътнат мозъчен процес да работи като скелет, поддържащ ученето в област, в която съществува дефицит”, твърди Долфен.
Съществуват примери, при които един вид дълготрайна памет бива трениран, за да компенсира друг след мозъчна травма — например мозъчен удар.
Долфен се позовава на примера със стъпките при приготвянето на чаша кафе, за да онагледи възможното въздействие върху мозъка на хора, преживели мозъчен удар.
„Възможно е те да не помнят реда на тези стъпки, макар и да запазват способността да изпълняват отделните действия, необходими за приключване на задачата”, казва тя.
Долфен предлага възможната перспектива да се помага на такива хора, като се влиза в декларативната им памет чрез визуални знаци, като всяка стъпка на процеса се представя с различен образ.
Тъй като изследването все още е на основен етап, вместо на етап прилагане, изучаването на здрави доброволци е най-добрият начин за изучаване на препокриването между декларативната и процедурната система на паметта.
Долфен извършва изпитвания на паметта на 35 млади и здрави доброволци, докато наблюдава активността на мозъците им, като използва функционален ядрено-магнитен резонанс, или „фЯМР”.
В крайна сметка тя се надява, че учените ще използват нейните резултати, за да се възползват от начините на препокриване на тези два вида дълготрайна памет.
„Ако може да намерим творчески начини да върнем на хората тяхната независимост след нараняване, това би било страхотно”, казва Долфен.
Изследванията в тази статия са финансирани от програма „Хоризонт” на ЕС, включително посредством Европейския научноизследователски съвет (ЕНС) — в случая с DeepStore, и посредством действие „Мария Склодовска-Кюри” — в случая с MemUnited. Възгледите на интервюираните лица не отразяват непременно позицията на Европейската комисия.
Тази статия е публикувана за пръв път в Horizon, списанието за изследвания и иновации на ЕС.