Πώς ο εγκέφαλος προστατεύει τις παλιές αναμνήσεις όταν μαθαίνει κάτι νέο – Τι αποκαλύπτει νέα μελέτη

Έναν θεμελιώδη νευρωνικό μηχανισμό που επιτρέπει στον εγκέφαλο να μαθαίνει και να ενσωματώνει νέες εμπειρίες χωρίς να αλλοιώνει ή να σβήνει τις παλαιότερες αναμνήσεις ανακάλυψαν επιστήμονες στην Ισπανία. Η νέα έρευνα, η οποία πραγματοποιήθηκε σε ποντίκια και δημοσιεύθηκε στο διεθνές επιστημονικό περιοδικό PLOS Biology, ρίχνει φως στον τρόπο με τον οποίο το κεντρικό νευρικό σύστημα επιλύει μία από τις πιο σύνθετες υπολογιστικές προκλήσεις: τη διατήρηση της μνημονικής σταθερότητας σε έναν συνεχώς μεταβαλλόμενο κόσμο.

Ο ρόλος του ιππόκαμπου και των ανασταλτικών νευρώνων

Καθημερινά, ο ανθρώπινος εγκέφαλος καλείται να καταγράψει νέα δεδομένα διατηρώντας ταυτόχρονα τις προϋπάρχουσες γνώσεις. Για παράδειγμα, όταν ένα κτήριο στη γειτονιά μας ανακαινίζεται, μπορούμε να συγκρατούμε την αρχική του όψη, τη φάση των εργασιών αλλά και το τελικό αποτέλεσμα, χωρίς αυτές οι διαφορετικές εκδοχές να συγχέονται.

Η ερευνητική ομάδα από το Ινστιτούτο Νευροεπιστημών —κοινό κέντρο του Ανώτατου Συμβουλίου Επιστημονικών Ερευνών της Ισπανίας (CSIC) και του Πανεπιστημίου Μιγκέλ Ερνάντεθ— σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Μάλαγα, εστίασε στον ιππόκαμπο. Ειδικότερα, οι ερευνητές μελέτησαν την οδοντωτή έλικα, μια περιοχή-κλειδί για τον σχηματισμό νέων αναμνήσεων, όπου συγκεκριμένοι ανασταλτικοί νευρώνες ρυθμίζουν τη συνολική νευρωνική δραστηριότητα.

Η λεπτή ισορροπία ανάμεσα στη λεπτομέρεια και την προστασία

Παρεμβαίνοντας πειραματικά στη δραστηριότητα αυτών των ανασταλτικών κυττάρων κατά τη φάση κωδικοποίησης της μνήμης, οι επιστήμονες παρατήρησαν δύο αντίθετες αλλά συμπληρωματικές λειτουργίες:

• Χαμηλή αναστολή: Όταν η ανασταλτική δράση μειώθηκε, τα πειραματόζωα έγιναν εξαιρετικά ευαίσθητα στις μικρές περιβαλλοντικές αλλαγές (όπως η μετακίνηση ενός αντικειμένου), επιτυγχάνοντας λεπτομερέστερη ανάκτηση.
• Υψηλή αναστολή: Όταν η αναστολή αυξήθηκε, η ευαισθησία στις λεπτομέρειες υποχώρησε, όμως οι υπάρχουσες αναμνήσεις έγιναν πολύ πιο ανθεκτικές σε εξωτερικές παρεμβολές.

«Με χαμηλότερα επίπεδα αναστολής από το συνηθισμένο, η συμπεριφορά των ζώων ήταν συμβατή με καλύτερη ανάκτηση και μεγαλύτερη λεπτομέρεια», σημείωσε η Ενκάρνι Μάρκος, εκ των επικεφαλής της μελέτης.

Ένα δυναμικό σύστημα προσαρμογής της μνήμης

Με τη χρήση υπολογιστικών μοντέλων και πρόσθετων δοκιμασιών συσχέτισης αντικειμένων και τοποθεσιών, η επιστημονική ομάδα κατέδειξε ότι δεν υπάρχει ένα ενιαίο, ιδανικό επίπεδο αναστολής. Σε συνθήκες χαμηλού γνωστικού φορτίου, η μειωμένη αναστολή βοηθά στη διάκριση παρόμοιων καταστάσεων. Αντίθετα, όταν ο όγκος των νέων πληροφοριών αυξάνεται δραματικά, η ισχυρή αναστολή δρα ως ασπίδα, αποτρέποντας τη σύγχυση.

«Η μνήμη δεν αποτελεί μια στατική αποθήκη πληροφοριών, αλλά μια ζωντανή και προσαρμοστική διαδικασία», υπογράμμισε ο συν-επικεφαλής της έρευνας, Σαντιάγο Κανάλς. Τα νέα ευρήματα ανοίγουν νέους δρόμους στην κατανόηση της νευροπλαστικότητας και των μηχανισμών προστασίας των αναμνήσεων στον εγκέφαλο.