Och utan minnen skulle vi vara förlorade. De är de trådar som håller ihop våra liv, de kopplar ihop vem vi var med vem vi är.
Men vi har först nyligen satt ihop den extraordinära hjärnforskningen som ligger bakom dem – en berättelse som tar upp minnesförlust, sinnespalats och spöklika karnevaler.
En av våra första analogier för att förstå minnet kommer från det antika Grekland, där Platon liknade minnen vid etsningar på en vaxtavla, och hans favoritelev, Aristoteles, fortsatte att använda detta i sina egna skrifter.
Förgätlighet, sade Aristoteles, uppstod i barndomen för att vaxet var för mjukt, och hos äldre för att det var för hårt.
För honom var minnena inte lokaliserade i hjärnan, utan i hela kroppen. Han trodde att hjärnan bara fanns där för att kyla det heta hjärtat – sätet för vår själ.
Tendensen att föredra hjärtat framför hjärnan fortsatte i århundraden – delvis på grund av kyrkans förbud mot att dissekera den mänskliga hjärnan. Det var faktiskt inte förrän på 1600-talet som man började inse att hjärnan hade någon tankeförmåga överhuvudtaget.
Det var den tyske filosofen Hermann Ebbinghaus som var pionjär i den första vetenskapliga studien av minnet i slutet av 1800-talet. Han brydde sig mindre om var minnena fanns i hjärnan och mer om hur minnet fungerar.
I sina mest berömda experiment skapade Ebbinghaus en lista med mer än 2 000 nonsensord, som ”kaf” eller ”nid”, som han började memorera och sedan försökte återkalla med tiden. Han upptäckte att vi tenderar att glömma på ett exponentiellt sätt – det vill säga att vi glömmer mycket kort efter att vi lärt oss, och sedan glömmer vi på ett långsammare sätt med tiden.
Han klassificerade också tre typer av minne inom psykologin: sensoriskt minne, korttidsminnet och långtidsminnet – benämningar som fortfarande används i dag.
Sensoriskt minne är den första typen av minne som kommer in i hjärnan: det varar i en bråkdel av en sekund. Beröringen av dina kläder mot din hud, lukten av en brasa. Om vi inte uppmärksammar detta minne försvinner det för gott. Men om du tänker på det, så kommer du att få in det i ditt korttidsminne.
Du använder dig av detta hela tiden utan att inse det. Du kan till exempel bara förstå vad som händer i slutet av den här meningen eftersom du kommer ihåg vad som hände i början.
Vårt korttidsminne sägs ha en kapacitet för ungefär sju objekt, som kan hållas i minnet i ungefär 15 till 30 sekunder. Att öva på dessa saker skulle vara ett sätt att överföra dem till ditt långtidsminne – vårt till synes gränslösa lager för att lagra minnen på lång sikt.
Teorier om sinnet
Under de följande decennierna fortsatte andra att utveckla vår förståelse av minnet. En av de mest inflytelserika var den brittiske psykologen Frederic Bartlett.
År 1914 utförde han en serie experiment där han bad studenter läsa en berättelse och upprepa den ur minnet.
Genom att analysera hur berättelsen förändrades under dagar, månader och år förde han fram den (numera beprövade) teorin att minnen är ofullständiga rekonstruktioner av händelser. Han menade att vi i själva verket bara minns en liten del av den ursprungliga observationen och fyller ut luckorna med kulturella referenser och personlig kunskap.
Men trots den ökande insikten om hur det mänskliga minnet fungerade, kvarstod många frågor. Var lagras minnen? Hur ser ett minne ut? Det var frågor som den amerikanske psykologen Karl Lashley ägnade hela sin karriär åt att försöka besvara.
Hans viktigaste experiment gick ut på att leta efter minnesspår i specifika områden i råttans hjärnbark – det vikta, yttre skiktet i hjärnan som spelar en roll för kognition, sinnesintryck, beslutsfattande och en mängd andra viktiga funktioner.
Från och med 1935 skadade han systematiskt specifika områden i hjärnbarken innan eller efter att råttan tränades i att hitta vägen ut ur en labyrint. Men oavsett vilken del av hjärnan som togs bort fortsatte råttorna att komma ihåg hur de skulle ta sig ut ur labyrinten bättre än råttor som aldrig hade tränats från början.
Lashley drog slutsatsen att vår förmåga att lära sig och komma ihåg måste fördelas på många delar av hjärnan i stället för att ligga i en enda region.
En viss patient visade sig vara nyckeln till denna idé: en ung man vid namn Henry Molaison.
Han hade lidit av svåra epileptiska anfall under större delen av sitt liv och gick med på en drastisk experimentell behandling. År 1953 borrade kirurgerna hål i hans hjärna och sög ut de områden som var ansvariga för anfallen – en sjöhästformad region på vardera sidan av hjärnan som kallas hippocampus
Operationen var framgångsrik i det avseendet att den i stort sett botade hans anfall, men Molaison lämnades med djup minnesförlust, oförmögen att skapa nya långtidsminnen.
Molaison kunde dock minnas det mesta av sitt förflutna fram till några år före operationen. Det upptäcktes senare att han också kunde bilda procedurella minnen, en typ av långtidsminnen som ansvarar för att veta hur man gör något, som att cykla.
Molaisons minnesproblem bevisade att hippocampus var avgörande för att skapa de flesta nya minnen, men att själva minnena lagrades någon annanstans i hjärnan.
Nyckelbegrepp
Hippocampus – Ett område i hjärnan som är avgörande för att bilda olika typer av minnen. Liknar som bekant en sjöhäst.
Neuron – En cell som är unikt lämpad för att skicka meddelanden runt i hjärnan i form av elektrisk aktivitet. Våra hjärnor innehåller cirka 86 miljarder av dem.
Neurotransmittor – En kemisk budbärare som frigörs i slutet av en neuron vid ankomsten av en elektrisk impuls. Neurotransmittorerna sprids över gapet och gör det mer eller mindre troligt att närliggande neuroner avfyrar sin egen elektriska impuls.
Semantiskt minne – En typ av långtidsminne av idéer och fakta som inte är hämtade från personlig erfarenhet, t.ex. namnet på en färg.
Synapse – Gapet mellan två neuroner som gör det möjligt för aktivitet att flöda från den ena cellen till den andra. Förändringar i dessa strukturer är viktiga för minne och inlärning.
Forskare, däribland neurovetenskapsmannen professor Suzanne Corkin, fortsatte att testa Molaison regelbundet under de kommande 46 åren – även om för Molaison var varje dag de pratade som den första. ”Det är en lustig sak”, sa Molaison till Corkin. ”Det är bara att leva och lära. Jag lever och du lär dig.”
Men även om Molaison bidrog till att övertyga forskarsamhället om att minnet inte var ansvarigt för en enda region i hjärnan, gav det inte svar på frågan om hur ett minne bildas.
Neuroner som skjuter tillsammans, kopplar ihop
Redan 1906 hade Camillo Golgi och Santiago Ramón y Cajal tillsammans tilldelats Nobelpriset för sina framsteg inom tekniker för cellfärgning som visade på en neurons anatomi.
Tack vare deras arbete visste forskarna att det fanns miljontals neuroner i hjärnan som sänder meddelanden till varandra i form av elektriska impulser. När en impuls når slutet av en neuron orsakar den frisättning av kemiska budbärare som kallas neurotransmittorer, som passerar över klyftan, eller synapsen, och fastnar på en grannneuron.
Detta gör den andra neuronen mer eller mindre benägen att avfyra sin egen impuls. Men hur dessa neuroner bildade långtidsminnen var fortfarande ett mysterium
Läs mer om hjärnan och minnet:
- Nyckelförsök
- Tidslinje
Det förblev så ända fram till 1949, då Donald Hebb publicerade en av de mest inflytelserika teorierna inom neurovetenskapen under det senaste seklet. Han skrev att två hjärnceller som upprepade gånger är aktiva samtidigt tenderar att bli ”associerade”.
Din anatomi och fysiologi kommer att förändras så att de bildar nya förbindelser eller förstärker befintliga. Aktiviteten i den ena, sade han, kommer senare att underlätta aktiviteten i den andra. Du finner ofta detta sammanfattat som ”neuroner som brinner tillsammans, kopplar ihop sig.”
Simpelt uttryckt, om två begrepp, låt oss säga doften av en ros och dess namn, upprepade gånger stimulerar sina respektiva neuroner i hjärnan samtidigt, kommer dessa neuroner att ändra form och stärka denna koppling.
Neuroner som förknippas med doften av en ros kommer nu med större sannolikhet att stimulera neuroner som ansvarar för dess namn
Detta, säger Hebb, är den process som ligger till grund för lagring av långtidsminnen. Sådana minnen består eftersom de nu är en unik del av din neuronala arkitektur. Ju mer de återkallas, desto starkare och mer permanent blir minnet.
Ungefär samtidigt visade den kanadensiske kirurgen Wilder Penfield hur man genom att stimulera delar av hjärnbarken kunde framkalla ett minne.
Han opererade personer med epilepsi som var vakna under operationen. När han opererade en kvinna stimulerade han ett område som låg över hippocampus, i hjärnbarken.
Hans patient talade: ”Det verkar vara något som hände för flera år sedan i det område där jag bor.”
Penfield stimulerade området igen och återigen skrek moderns röst. Han flyttade stimulansen lite till vänster, och plötsligt hörde kvinnan fler röster. Det var sent på kvällen, sade hon, och de kom från en karneval.
”Det finns massor av stora vagnar som de använder för att dra in djuren.”
De små aktivitetsstötar som Penfield tillämpade tycktes väcka liv i sedan länge bortglömda minnen – som att sträcka sig ner i ett dammigt album och plocka fram ett foto slumpmässigt.
- Instant Genius: the Brain
- Minnet kan bero på tiden på dagen, visar en studie på möss
- Härvan i barndomen är kopplad till försämrat minne senare i livet
- Hur påverkar psykedeliska droger hjärnan?
Att återkalla minnen är en mystisk process som fortfarande inte är helt förstådd. Tack vare professor Elizabeth Loftus, som då var verksam vid University of Washington, vet vi dock att våra minnen inte alltid är korrekta.
På 1990-talet visade hon att falska minnen kan implanteras i människors hjärnor. Hon övertygade människor om falska kvävningar, nästan drunkningar och till och med demoniska besattheter. Hon visade att trötthet, droger och låg IQ kan påverka hur sannolikt det är att någon löper risk att bilda falska minnen.
Hennes arbete avslöjade något helt extraordinärt: att våra minnen, när de väl har bildats, inte är fasta. Varje gång vi hämtar ett minne förstärker vi de neurala banor som har skapat det, och på så sätt förstärker och konsoliderar vi minnet så att det blir mer permanent i våra sinnen.
Men under en kort tid under denna hämtningsprocess blir vårt minne formbart – vi kan omforma det och ibland även förorena det.
Hippocampus: där minnen bildas
Med den avancerade avbildningstekniken har forskningen återigen fokuserat på att fastställa var i hjärnan minnen lagras. Vi vet nu att hippocampus träder i funktion för att limma ihop olika aspekter av ett enskilt minne.
När människor försöker lära sig nya associationer och minnas dem senare, är de vars hippocampus genererade mest aktivitet när de lärde sig associationerna bäst på att minnas dem i framtiden.
Det är som om de limmade ihop dem bättre från början.
När forskarna satte ihop alla pusselbitar trodde de att de hade en ganska bra teori om minnet: de antog att all inkommande information bearbetas kort i hjärnbarken, innan den konvergerar till hippocampus.
Hippocampus sorterar den nya informationen och avgör hur ”viktig” den är (i huvudsak: ser den ut som något värt att komma ihåg?) och kodar den sedan, om nödvändigt, i hjärnan genom att bilda nya synapser.
Med tiden kommer de neuroner som representerar detta minne att vandra in i hjärnbarken för långtidslagring, och deras kopplingar stärks varje gång vi får tillgång till minnet.
Men avancerade metoder för att registrera och manipulera hjärnans aktivitet har nyligen ställt den teorin på huvudet.
I 2017 visade forskare vid Massachusetts Institute of Technology, under ledning av Takashi Kitamura, att kort- och långtidsminnen faktiskt bildas samtidigt.
Kitamuras team använde sig av nya tekniker som innefattade optogenetik, ett sätt att aktivera och inaktivera celler med hjälp av ljus, tillsammans med märkning av enskilda minnesceller. Teamet tränade möss att frukta en viss kammare genom att ge dem en liten elchock när de gick in i den.
Omedelbart efter träningen kunde forskarna se att minnen av chocken bildades i både hippocampus och prefrontal cortex, ett område strax bakom pannan.
Men minnescellerna i prefrontal cortex låg däremot tysta. Ett spår av minnet fanns dock definitivt där – när teamet stimulerade dessa celler på konstgjord väg frös musen, precis som den gjorde när minnescellerna i hippocampus var aktiva och när musen naturligt stötte på kammaren.
Snarare än att minnet gradvis vandrade från hippocampus till hjärnbarken verkade det som om det redan var där. Under två veckor ändrade hjärnbarkens minnesceller form och aktivitet och blev så småningom aktiva av sig själva när mössen kom in i kammaren, och då blev hippocampusminnescellerna tysta.
Sådana sofistikerade metoder för att analysera den mänskliga hjärnan kommer även fortsättningsvis att hjälpa oss att förstå det friska minnet, liksom vad som händer när det härjas av sjukdom.
Alzheimers förblir den ledande orsaken till demens, och drabbar mer än en halv miljon människor i Storbritannien. Sjukdomen förstör de viktiga förbindelserna mellan nervceller, vilket leder till minnesförlust och förvirring. Trots våra ansträngningar finns det fortfarande inget botemedel.
Det finns dock sätt på vilka du kan förbättra ditt minne. Forskning av professor Eleanor Maguire vid University College London har visat att hjärnorna hos världens bästa memorerare inte skiljer sig anatomiskt från någon annans: minnesmästarna använder sig bara av en urgammal teknik som kallas ”metod för loci”.
För att komma ihåg ett stort antal saker placerar du dem i ett ”tankepalats”. Detta kan vara vilken plats som helst som du känner till väl. För att återkalla föremålen återvänder du bara din väg och plockar upp dem.
Det är ett trick som gör det lättare att återkalla något vid ett senare tillfälle. Prova det själv: det visar sig att vem som helst kan bli en superminnesmänniska.
- Denna artikel publicerades först i nummer 314 av tidningen BBC Focus
.