Unde se formează amintirile și cum putem ști?

Fără amintiri, am fi pierduți. Ele sunt firele care ne țin viețile împreună, făcând legătura între cine am fost și cine suntem.

Dar abia recent am pus cap la cap știința extraordinară a creierului din spatele lor – o poveste care cuprinde amnezici, palate ale minții și carnavaluri fantomatice.

Una dintre primele noastre analogii pentru înțelegerea memoriei vine din Grecia Antică, unde Platon a comparat amintirile cu gravurile de pe o tăbliță de ceară, iar elevul său preferat, Aristotel, a continuat să folosească acest lucru în propriile sale scrieri.

Urmeneala, spunea Aristotel, apărea în copilărie pentru că ceara era prea moale, iar la vârstnici pentru că era prea tare.

Pentru el, amintirile nu erau localizate în creier, ci în tot corpul. El credea că creierul era prezent doar pentru a răcori inima fierbinte – sediul sufletului nostru.

Tendința de a favoriza inima în detrimentul creierului a continuat timp de secole – în parte din cauza interdicției Bisericii de a diseca creierul uman. De fapt, abia în secolul al XVII-lea oamenii au început să realizeze că creierul are capacitatea de a gândi.

Filosoful german Hermann Ebbinghaus a fost cel care a inițiat primul studiu științific al memoriei la sfârșitul secolului al XIX-lea. El s-a preocupat mai puțin de locul în care se aflau amintirile în creier și mai mult de modul în care funcționează memoria.

În cele mai faimoase experimente ale sale, Ebbinghaus a creat o listă de peste 2.000 de cuvinte fără sens, cum ar fi „kaf” sau „nid”, pe care a început să le memoreze și apoi a încercat să le reamintească în timp. El a descoperit că avem tendința de a uita într-un mod exponențial – adică uităm foarte mult la scurt timp după ce am învățat, iar apoi uităm într-un mod mai lent în timp.

El a clasificat, de asemenea, trei tipuri de memorie în psihologie: memoria senzorială, memoria pe termen scurt și memoria pe termen lung – etichete care sunt folosite și astăzi.

Memoria senzorială este primul tip de memorie care intră în creierul dumneavoastră: durează o fracțiune de secundă. Atingerea hainelor tale pe piele, mirosul unui foc de tabără. Dacă nu ne ocupăm de acea amintire, ea dispare pentru totdeauna. Totuși, gândiți-vă puțin la ea și o veți împinge în memoria pe termen scurt.

Vă folosiți acest lucru tot timpul fără să vă dați seama. De exemplu, puteți înțelege ce se întâmplă la sfârșitul acestei propoziții doar pentru că vă amintiți ce s-a întâmplat la început.

Se spune că memoria noastră pe termen scurt are o capacitate de aproximativ șapte elemente, care pot fi reținute în minte timp de aproximativ 15 până la 30 de secunde. Repetarea acestor elemente ar fi o modalitate de a le transfera în memoria pe termen lung – depozitul nostru aparent nelimitat pentru stocarea amintirilor pe termen lung.

Teorii ale minții

În decursul următoarelor decenii, alții au continuat să avanseze în înțelegerea noastră despre memorie. Unul dintre cei mai influenți a fost un psiholog britanic pe nume Frederic Bartlett.

În 1914, el a efectuat o serie de experimente în care le-a cerut studenților să citească o poveste și să o repete din memorie.

Analizând modul în care povestea s-a transformat de-a lungul zilelor, lunilor și anilor, el a avansat teoria (acum dovedită) conform căreia amintirile sunt reconstrucții imperfecte ale evenimentelor. El a spus că, de fapt, ne amintim doar o mică parte din observația originală și umplem golurile cu referințe culturale și cunoștințe personale.

Dar, în ciuda unei recunoașteri din ce în ce mai mari a modului în care funcționa memoria umană, au rămas multe întrebări. Unde sunt stocate amintirile? Cum arată o amintire? Acestea au fost întrebări la care psihologul american Karl Lashley și-a petrecut întreaga carieră încercând să răspundă.

Cele mai importante experimente ale sale au constat în căutarea urmelor memoriei în anumite zone specifice ale cortexului cerebral al șobolanului – stratul pliat, exterior al creierului, care joacă un rol în cogniție, percepția senzorială, luarea deciziilor și o mulțime de alte funcții cheie.

Din 1935 încoace, el a deteriorat sistematic anumite zone specifice ale cortexului înainte sau după ce un șobolan a fost antrenat să găsească drumul de ieșire dintr-un labirint. Dar indiferent ce parte a creierului a fost îndepărtată, șobolanii au continuat să-și amintească mai bine cum să iasă din labirint decât șobolanii care nu fuseseră niciodată antrenați în primul rând.

Lashley a concluzionat că abilitatea noastră de a învăța și de a ne aminti trebuie să fie distribuită în mai multe părți ale creierului, în loc să se afle într-o singură regiune.

Un anumit pacient s-a dovedit a fi esențial pentru această idee: un tânăr pe nume Henry Molaison.

După ce a suferit crize epileptice severe în cea mai mare parte a vieții sale, Molaison a fost de acord cu un tratament experimental drastic. În 1953, chirurgii i-au făcut găuri în creier și i-au aspirat zonele responsabile de crize – o regiune în formă de căluț de mare de o parte și de alta a creierului, numită hipocampus

Operația a fost un succes în sensul că i-a vindecat în mare parte convulsiile, dar Molaison a rămas cu o amnezie profundă, incapabil să creeze noi amintiri pe termen lung.

Cu toate acestea, Molaison își putea aminti cea mai mare parte a trecutului său până cu câțiva ani înainte de operație. Ulterior s-a descoperit că el putea, de asemenea, să formeze amintiri procedurale, un tip de memorie pe termen lung responsabilă pentru a ști cum să facă ceva, cum ar fi mersul pe bicicletă.

Problemele de memorie ale lui Molaison au dovedit că hipocampul era vital în crearea majorității amintirilor noi, dar că amintirile în sine erau stocate în altă parte a creierului.

Cercetătorii, inclusiv profesorul de neuroștiințe Suzanne Corkin, au continuat să îl testeze pe Molaison în mod regulat în următorii 46 de ani – deși pentru Molaison, fiecare zi în care vorbeau era ca prima. „Este un lucru amuzant”, i-a spus Molaison lui Corkin. „Pur și simplu trăiești și înveți. Eu trăiesc și tu înveți.”

Deși Molaison a avut un rol esențial în convingerea comunității de cercetători că memoria nu este responsabilitatea unei singure regiuni a creierului, nu a răspuns la întrebarea cum se formează o memorie.

Neuronii care trag împreună, se conectează împreună

În 1906, Camillo Golgi și Santiago Ramón y Cajal primiseră împreună Premiul Nobel pentru progresele în tehnicile de colorare a celulelor care au demonstrat anatomia unui neuron.

Grație muncii lor, oamenii de știință știau că există milioane de neuroni în creier care își transmit mesaje unul altuia sub formă de impulsuri electrice. Atunci când un impuls ajunge la capătul unui neuron, acesta determină eliberarea unor mesageri chimici numiți neurotransmițători, care trec prin breșă, sau sinapsă, și se fixează pe un neuron vecin.

Acest lucru face ca cel de-al doilea neuron să aibă mai multe sau mai puține șanse de a declanșa propriul său impuls. Dar modul în care acești neuroni formau amintirile pe termen lung era încă un mister

Citește mai multe despre creier și memorie:

• Experiment cheie
• Timeline

Acesta a rămas cazul până în 1949, când Donald Hebb a publicat una dintre cele mai influente teorii ale neuroștiinței din secolul trecut. El a scris că orice două celule cerebrale care sunt active în mod repetat în același timp vor tinde să devină „asociate”.

Anatomia și fiziologia lor se vor schimba astfel încât să formeze noi conexiuni sau să le întărească pe cele existente. Activitatea uneia, spunea el, va facilita ulterior activitatea în cealaltă. Veți găsi adesea acest lucru rezumat ca „neuronii care trag împreună, se conectează împreună.”

Simplu spus, dacă două concepte, să spunem mirosul unui trandafir și numele acestuia, stimulează în mod repetat neuronii lor respectivi din creier în același timp, acei neuroni își vor schimba forma și vor întări acea conexiune.

Neuronii asociați cu mirosul unui trandafir vor stimula acum mai probabil neuronii responsabili de numele său

Acesta, a spus Hebb, este procesul care stă la baza stocării amintirilor pe termen lung. Astfel de amintiri rezistă pentru că ele sunt acum o parte unică a arhitecturii neuronale. Cu cât sunt rememorate mai des, cu atât memoria devine mai puternică și mai permanentă.

În aceeași perioadă, chirurgul canadian Wilder Penfield a demonstrat cum stimularea unor părți ale cortexului poate evoca o amintire.

El opera persoane cu epilepsie care erau treze în timpul operației. În timp ce opera o femeie, el a stimulat o zonă suprapusă peste hipocampus, în interiorul cortexului.

Pacienta sa a vorbit: „Cred că aud o mamă chemându-și băiețelul undeva, pare a fi ceva ce s-a întâmplat cu ani în urmă în cartierul în care locuiesc.”

Penfield a stimulat din nou locul respectiv și, din nou, vocea mamei a strigat. A mutat stimulul puțin spre stânga și, deodată, femeia a auzit mai multe voci. Era târziu în noapte, a spus ea, și veneau de la un carnaval.

„Sunt o mulțime de căruțe mari pe care le folosesc pentru a transporta animalele.”

Din micile impulsuri de activitate aplicate de Penfield păreau să aducă la viață amintiri demult uitate – ca și cum ar fi băgat mâna într-un album prăfuit și ar fi ales o fotografie la întâmplare.

• Geniul instantaneu: creierul
• Memoria ar putea depinde de momentul zilei, sugerează un studiu efectuat pe șoareci
• Problemele din copilărie sunt legate de declinul memoriei mai târziu în viață
• Cum afectează psihedelicele creierul?

Rechemarea amintirilor este un proces misterios care nu este încă pe deplin înțeles. Cu toate acestea, datorită profesoarei Elizabeth Loftus, pe atunci la Universitatea din Washington, știm că amintirile noastre nu sunt întotdeauna exacte.

În anii 1990, ea a demonstrat că amintirile false pot fi implantate în mintea oamenilor. Ea i-a convins pe oameni de false sufocări, aproape înecuri, chiar și posesii demonice. Ea a arătat că oboseala, drogurile și IQ-ul scăzut ar putea influența probabilitatea ca cineva să fie expus riscului de a forma amintiri false.

Lucrarea ei a dezvăluit ceva cu totul extraordinar: faptul că amintirile noastre, odată formate, nu sunt fixe. De fiecare dată când recuperăm o amintire, consolidăm căile neuronale care au creat-o și, în acest fel, întărim și consolidăm acea amintire, astfel încât ea se fixează mai permanent în mintea noastră.

Dar, pentru o scurtă perioadă de timp, în timpul acestui proces de recuperare, memoria noastră devine maleabilă – suntem capabili să o remodelăm și, uneori, să o contaminăm.

Hipocampul: locul unde se formează amintirile

Cu ajutorul tehnicilor de imagistică din ce în ce mai avansate, cercetarea s-a concentrat încă o dată asupra localizării locului din creier în care sunt stocate amintirile. Acum știm că hipocampul intră în acțiune pentru a lipi împreună diferite aspecte ale unei singure amintiri.

De fapt, atunci când oamenii încearcă să învețe noi asociații și să și le amintească mai târziu, cei al căror hipocampus a generat cea mai mare activitate în timp ce învățau asociațiile sunt cei mai buni la reamintirea lor în viitor.

Este ca și cum le-ar fi lipit mai bine de la început.

Prin punerea cap la cap a tuturor pieselor puzzle-ului, cercetătorii au crezut că au o teorie destul de bună a memoriei: au presupus că toate informațiile primite sunt procesate pentru scurt timp în cortex, înainte de a converge spre hipocampus.

Hipocampul sortează noile informații, hotărând cât de „importante” sunt (în esență, arată ca ceva ce merită să fie ținut minte?) și apoi, dacă este necesar, le codifică în creier prin formarea de noi sinapse.

În timp, neuronii care reprezintă această memorie vor migra în cortex pentru stocarea pe termen lung, conexiunile lor fiind întărite de fiecare dată când accesăm memoria.

Cu toate acestea, metodele avansate de înregistrare și manipulare a activității creierului au dat recent peste cap această teorie.

În 2017, cercetătorii de la Massachusetts Institute of Technology, conduși de Takashi Kitamura, au arătat că amintirile pe termen scurt și pe termen lung se formează de fapt simultan.

Echipa lui Kitamura a folosit tehnici noi care au implicat optogenetica, care este o modalitate de a activa și dezactiva celulele cu ajutorul luminii, împreună cu marcarea celulelor individuale de memorie. Echipa a antrenat șoarecii să se teamă de o anumită cameră dându-le un mic șoc electric atunci când intrau în ea.

Imediat după antrenament, cercetătorii au putut vedea cum se formează amintiri ale șocului atât în hipocampus, cât și în cortexul prefrontal, o zonă aflată chiar în spatele frunții.

Cu toate acestea, celulele de memorie din cortexul prefrontal au rămas tăcute. Cu toate acestea, o urmă a memoriei era cu siguranță acolo – atunci când echipa a stimulat aceste celule în mod artificial, șoarecele îngheța, la fel ca atunci când celulele de memorie din hipocamp erau active și când șoarecele se întâlnea în mod natural cu camera.

Mai degrabă decât ca memoria să migreze treptat de la hipocamp la cortex, se pare că era deja acolo. De-a lungul a două săptămâni, celulele de memorie din cortex și-au schimbat forma și activitatea și, în cele din urmă, au devenit active de la sine atunci când șoarecii au întâlnit camera, moment în care celulele de memorie hipocampale au devenit silențioase.

Modalități atât de sofisticate de analiză a creierului uman vor continua să ne ajute să înțelegem memoria sănătoasă, precum și ce se întâmplă atunci când aceasta este devastată de boală.

Boala Alzheimer rămâne principala cauză de demență, afectând peste o jumătate de milion de persoane în Marea Britanie. Boala distruge conexiunile vitale dintre neuroni, ducând la pierderea memoriei și confuzie. În ciuda eforturilor noastre, nu există încă un leac.

Există, totuși, modalități prin care vă puteți îmbunătăți memoria. Cercetările efectuate de profesorul Eleanor Maguire de la University College London au arătat că creierul celor mai buni memorizatori din lume nu este diferit anatomic de cel al oricui altcuiva: campionii memoriei folosesc doar o tehnică străveche numită „metoda loci”.

Pentru a vă aminti un număr mare de elemente, plasați-le în jurul unui „palat al minții”. Acesta poate fi orice locație pe care o cunoașteți bine. Pentru a vă reaminti obiectele, trebuie doar să vă refaceți traseul și să le ridicați.

Este un truc care face ca orice lucru să fie mai ușor de reamintit la o dată ulterioară. Încercați-l singur: se pare că oricine poate fi un super memorizator.

• Acest articol a apărut pentru prima dată în numărul 314 al revistei BBC Focus

.