Dołącz do czytelników
Brak wyników

Mózg i umysł , Praktycznie

19 października 2018

Woskowe obwody

185

Pamięć przypomina woskowe tabliczki, na których starożytni zapisywali informacje. Potrafi wiernie utrwalić zapis wydarzenia, z drugiej strony jest na tyle plastyczna, że może utracić pierwotną wyrazistość odciśniętych w niej informacji.

Ustami Sokratesa Platon wyłożył dawno temu pewien sekret o pewnym darze pewnej pani, który znajduje się w umyśle każdego z nas. Darem tym jest tabliczka wosku, u niektórych większa, u innych znacznie mniejsza, u jednych bardziej czysta i miękka, u drugich twardsza i zabrudzona. Podarek pochodzi od Mnemosyne – matki wszystkich muz. Tabliczka ta to oczywiście nasza pamięć. I w istocie jest ona niczym wosk: podatna na zmiany, reagująca na doświadczenie, zdolna do jego utrwalenia, ale i do pokruszenia się i wytracenia pierwotnego odcisku, jednym słowem – plastyczna. W naszym mózgu znajdują się właśnie takie plastyczne, „woskowe” obwody odpowiedzialne tak za zdolność pamiętania, jak też przywarę (ale i zdolność!) zapominania.

Henry i hipokamp

O podłożu mózgowym pamięci i zasadniczej strukturze w sieci odpowiedzialnej za tę zdolność dowiedzieliśmy się najwięcej dzięki niezwykłemu przypadkowi Henry’ego Molaisona, Amerykanina, który przez kilkadziesiąt lat – od czasu poważnej interwencji neurochirurgicznej, przeprowadzonej w celu wyleczenia epilepsji – był stałym gościem w laboratoriach neuropsychologicznych. W latach 50. ubiegłego stulecia Henry’emu wycięto przyśrodkowe fragmenty płatów skroniowych obu półkul. Operacja zapobiegła dalszym poważnym atakom epileptycznym, ale pozbawiła pacjenta zdolności zapamiętywania nowych informacji o zmieniającym się świecie, nowo poznanych ludziach, nowych wydarzeniach życiowych. Henry Molaison został najsławniejszym pacjentem amnestycznym świata.

Lekarze wiedzieli, że strukturą najbardziej poszkodowaną u pacjenta był hipokamp – drobne i podwinięte do środka fragmenty (starej filogenetycznie) kory płatów skroniowych. I to one właśnie miałyby odpowiadać za naszą zdolność utrwalania, czyli konsolidacji śladów pamięciowych. Po śmierci Henry’ego w 2008 roku bardzo dokładnie przyjrzano się jego mózgowi (grupa badaczy, spośród których należy wyróżnić Jacopa Annese oraz Suzanne Corkin, opublikowała swoje wyniki w 2014 roku) i okazało się, że operacja pozbawiła nieszczęsnego pacjenta zwłaszcza przednich oraz bocznych fragmentów przyśrodkowych płatów skroniowych, w mniejszym stopniu samego hipokampu (zwłaszcza jeśli chodzi o jego tylną część), a bardziej kory śródwęchowej (umiejscowionej brzusznie i nieco ku przodowi oraz bocznie względem właściwego hipokampu).

POLECAMY

Obszar ten jest „wejściem” do hipokampu, tędy biegną liczne wiązki pochodzące z różnych obszarów kory innych płatów, przynosząc informacje o aktualnie budowanych reprezentacjach (na bazie zmysłów) oraz bieżących celach i nastawieniach. Hipokamp napędza te pobudzenia i wyprowadza je ku tyłowi oraz bokom (poprzez sklepienie hipokampu właściwego i zakręt przyhipokampowy, który okala bocznie i ku tyłowi hipokamp) do dalszych sektorów korowych. To tworzy zamknięty obwód, wyczulony na zakres i jakość pobudzeń. Ta sieć wymiany informacji stanowi podłoże naszej pamięci i jeśli uniemożliwi albo zakłóci się tę wymianę w szerszym lub węższym stopniu, może to skutkować nie tylko utratą zdolności zapamiętywania nowych informacji, ale także brakiem możliwości lub trudnością w przywoływaniu ich po latach.

Obwody i magazyny

Formacja hipokampu (hipokamp właściwy plus otaczająca go kora) jest zasadniczym modułem „upychania” informacji ważnych w danej, bieżącej sytuacji po różnych korowych magazynach (różnych dla różnego rodzaju treści), które mają przechować je na przyszłość, tak by pomóc w realizowaniu odległej w czasie czynności. Hipokamp z korą do niego przylegającą (śródwęchową, okołowęchową – otaczającą śródwęchową, zakrętem przyhipokampowym) stanowiłby zatem moduł rozprowadzający aktywność neuronalną po całym pamięciowym obwodzie. Ta aktywność musiałaby być nie tylko rozprowadzona, ale też kilkukrotnie „zapętlona”, powtórzona, tak by wzmocnić wzorce aktywności i połączenia między sektorami i modułami. Uruchomienie któregoś z modułów w przyszłości umożliwiłoby tym samym szybkie odtworzenie i przetoczenie się wdrukowanego wzorca po całym obwodzie, co skutkowałoby odtworzeniem wspomnienia.

Tak w istocie się dzieje. A podłożem molekularnym pamięciowego obwodu jest zjawisko długotrwałego wzmocnienia synaptycznego (long-term potentiation, LTP), które realizowane jest szczególnie właśnie w formacji hipokampu. Jego podstawy można wywieść z teoretycznych dociekań dwóch wybitnych neurofizjologów, Polaka Jerzego Konorskiego oraz Kanadyjczyka Donalda Hebba, działających w połowie ubiegłego stulecia. Obaj zakładali, że synapsa (połączenie między neuronami, na które składają się: element presynaptyczny przynoszący informację, szczelina synaptyczna oraz element postsynaptyczny odbierający informację) ulega wzmocnieniu, gdy często zachodzi w niej wymiana informacji. Innymi słowy, współwystępowanie aktywności elementu nadawczego oraz odbiorczego zwiększa pobudliwość połączenia na przyszłość.

Długotrwałe wzmocnienie synaptyczne działa na takiej samej zasadzie i wykorzystuje najpowszechniejszy w naszym organizmie system biochemicznej sygnalizacji pobudzeniowej (kwas glutaminowy, inaczej glutaminian). Glutaminian wydzielany do szczeliny przez zakończenie neuronu presynaptycznego łączy się z receptorami postsynaptycznymi i doraźnie wywołuje lokalne pobudzenie oraz długoterminowo – uwrażliwienie całej synapsy na podobny sygnał w przyszłości (m.in. powstaje więcej receptorów, rozrastają się „gałązki” neuronów odbiorczych, zwiększając powierzchnię przyjmującą sygnał). Powtarzający się wzorzec aktywności pobudza, a także wzmacnia na przyszłość możliwość pobudzenia w coraz dalszych elementach sieci wrażliwej na dane wzorce. I to stanowi podłoże utrwalania i odtwarzania informacji w zapętlonym pamięciowym obwodzie.

Hebb zakładał też, że neuronalnym mechanizmem odpowiedzialnym za zapominanie jest osłabienie i zanik połączeń synaptycznych, spowodowane utratą komunikacji między neuronami. I tak niedostatki zastanego, wysuszonego wosku mogą spowodować ubytki i braki w kształcie, który miał zostać w nim utrwalony...

Gdy nie ma odpowiednich czy też regularnych wymian informacji w obrębie całego obwodu albo między poszczególnymi jego modułami, sieć nie jest „odżywiana”, czyli wzmacniana stymulacją, i w nadawaniu, i odbieraniu informacji jej wrażliwość stopniowo maleje. P...

Ten artykuł dostępny jest tylko dla Prenumeratorów.

Sprawdź, co zyskasz, kupując prenumeratę.

Zobacz więcej

Przypisy