W jaki sposób nasz mózg wybiera, co zapamiętamy
W projekcie ACCESS2WM finansowanym w ramach programu stypendiów indywidualnych „Maria Skłodowska-Curie” sprawdzano, na jakiej zasadzie mózg nadaje priorytety, jeśli chodzi o dostęp informacji wzrokowych do pamięci operacyjnej człowieka. Jak wyjaśnia dr Freek van Ede, stypendysta i główny badacz: „Pamięć operacyjna to kluczowy element adaptacji poznawczej umożliwiający nam zachowanie dostępnych informacji sensorycznych zgromadzonych wcześniej z założeniem, że okażą się one przydatne i będą mieć wpływ na postrzeganie kolejnych sytuacji i podejmowanie w nich działań”. Stan antycypacji i fale mózgowe jako kluczowe elementy dostępu Ponieważ pamięć operacyjna ma ograniczoną pojemność, mózg musi wybierać do niej te informacje, co do których przewiduje, że okażą się najważniejsze. W związku z tym naukowcy przyjrzeli się mechanizmom poznawczym i neuronalnym, które zarządzają dostępem do tej istotnej pamięci podręcznej. Używając pomiarów elektroencefalograficznych, uczeni badali wpływ stanu antycypacji na wybór informacji, które należy zapamiętać, zamiast konkurujących z nimi informacji zakłócających. „Odkryliśmy nowe mechanizmy, dzięki którym mózg w stanie antycypacji nadaje priorytet przetwarzaniu informacji docelowych, które należy zapamiętać, względem informacji zakłócających, konkurujących z nimi w tym samym czasie”, donosi dr van Ede. Wyniki wykazały, że antycypacja nie tylko powodowała wzmocnienie reprezentacji docelowych informacji wzrokowych, ale dodatkowo opóźniała wystąpienie zakłóceń w zakresie reprezentacji informacji docelowych spowodowanych przez informacje zakłócające docierające do mózgu w tym samym czasie. Bardziej szczegółowe badania mechanizmów neuronalnych stanowiących podstawę nadawania priorytetów w dostępie do pamięci, prowadzone w ramach projektu ACCESS2WM, pozwoliły także na powiązanie takiego dostępu ze stanem fizjologicznym mózgu przed rozpoczęciem procesu kodowania w pamięci. Zwłaszcza stan wzmocnionej oscylacji w paśmie alfa (8–12 Hz), czyli dominujących fal mózgowych, pomaga w nadawaniu priorytetu informacjom docelowym względem konkurujących informacji zakłócających. Szerokie rozpowszechnianie informacji o wynikach dzięki grantowi w ramach programu Maria Skłodowska-Curie W ciągu dwóch lat realizacji projektu ACCESS2WM dr van Ede przewodził we wszystkich aspektach badań, w tym w aspekcie planowania eksperymentu, gromadzenia danych, analizy i rozpowszechniania informacji o wynikach. Pełen opis eksperymentu dotyczącego stanu antycypacji i fal mózgowych opublikowano już w czasopiśmie „Nature Communications”(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Ponadto na publikację oczekują dwa inne ważne odkrycia dotyczące dostępu do i z pamięci operacyjnej. Stypendysta wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu Oksfordzkiego są również autorami artykułów przeglądowych opublikowanych w prestiżowych czasopismach, w tym w „Nature Reviews Neuroscience”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i „Trends in Neurosciences”(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Nadzorowałem również wiele powiązanych projektów badań naukowych prowadzonych w głównym laboratorium, z których kilka doczekało się zbiorowych publikacji przez pierwszego/ostatniego autora”, dodaje. Wystąpienia na kilku międzynarodowych konferencjach i na innych uniwersytetach uzupełniły kompletny harmonogram badań i rozpowszechniania informacji o ich wynikach. Duża liczba nowych protokołów badawczych na potrzeby przyszłych badań Udoskonalenie metod badawczych w przebiegu projektu ACCESS2WM zaowocowało opracowaniem kilku technik badania pamięci operacyjnej. Obejmują one nowe protokoły monitorowania selekcji zależnej od uwagi i wykorzystania najnowszych analiz wielowymiarowych i analiz ruchu gałek ocznych w celu monitorowania reprezentacji poznawczych w warunkach dynamicznych. Zaburzenia pamięci operacyjnej są często opisywane jako podstawowy problem leżący u źródeł zaburzeń poznawczych występujących coraz częściej we współczesnych społeczeństwach. Klasycznym przykładem takich zaburzeń jest ADHD. Jest bardzo prawdopodobne, że przynajmniej część tych problemów wynika z nieodpowiednio dostosowanej regulacji dostępu informacji do pamięci operacyjnej oraz dostępu do informacji znajdujących się w tej pamięci. Odkrycia te mają duży potencjał, jeśli chodzi o możliwość opracowania nowych kierunków badań, a może również strategii terapeutycznych. „W tym sensie projekt ten stanowi doskonały punkt wyjścia dla kilku nowych badań, które planujemy (mam nadzieję, że podobnie jak inni naukowcy) rozpocząć w nadchodzących latach”, konkluduje dr van Ede.
