Μία πρωτότυπη έρευνα αναφορικά με τον τρόπο που ο εγκέφαλός μας ενώ κοιμόμαστε αρχειοθετεί τα βιώματά μας για... μελλοντική χρήση, διεξήγαγαν Αμερικανοί επιστήμονες. 

Εδώ και καιρό οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι ο εγκέφαλός μας χρειάζεται τον ύπνο προκειμένου να ανατρέξει στα γεγονότα της ημέρας και να τα μετατρέψει σε μακροχρόνιες αναμνήσεις. Γι' αυτό και οι μαθητές ενθαρρύνονται να κάνουν επανάληψη λίγο πριν κοιμηθούν, προκειμένου να έχουν την ύλη… φρέσκια για το τεστ της επόμενης ημέρα. 

Ωστόσο, ελάχιστα γνωρίζουμε για τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλός μας αποθηκεύει τις μνήμες μας.

Τώρα, για πρώτη φορά, μικροσκοπικά μικροηλεκτρόδια που φυτεύτηκαν μέσα στον εγκέφαλο δύο ανθρώπων με επιληψία δείχνουν πώς οι νευρώνες του εγκεφάλου πυροδοτούνται κατά τη διάρκεια του ύπνου για να «παίξουν» με τις βραχυπρόθεσμες αναμνήσεις μας και να τις μεταφέρουμε σε πιο μόνιμη αποθήκευση. Η μελέτη δημοσιεύθηκε την Τρίτη στο περιοδικό Cell Reports.

«Αυτή η μελέτη είναι συναρπαστική», λέει ο Δρ Richard Isaacson, ο οποίος διευθύνει κλινική πρόληψης του Αλτσχάιμερ στη Νέα Υόρκη. «Παρά τις δεκαετίες έρευνας, παραμένει κάπως ασαφές πώς ‘βραχυπρόθεσμες’ αναμνήσεις αρχειοθετούνται για να γίνουν ‘μακροπρόθεσμες’ αναμνήσεις που μπορούν να ανακληθούν αργότερα», λέει ο Isaacson, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.

«Η χρήση μιας διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή είναι ένας συναρπαστικός τρόπος για να μελετήσουμε τη μνήμη, καθώς μπορεί να καταγράψει μοτίβα δραστηριότητας εγκεφαλικών κυττάρων και, στη συνέχεια, να αναζητήσει αυτά τα ακριβή μοτίβα αργότερα», προσθέτει.

Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στο BrainGate, μια ακαδημαϊκή ερευνητική κοινοπραξία τριών αμερικανικών πανεπιστημίων.

Το BrainGate περισσότερο από 12 χρόνια τώρα αναπτύσσει διεπαφές μεταξύ εγκεφάλου και υπολογιστή που επιτρέπουν σε άτομα με αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS) και άλλες νευρολογικές ασθένειες, εγκεφαλικές βλάβες ή απώλεια άκρων να είναι σε θέση να χρησιμοποιούν τα εγκεφαλικά τους σήματα για να μετακινούν τους υπολογιστές, τους ρομποτικούς βραχίονες και άλλες βοηθητικές συσκευές για επικοινωνία και έλεγχο του κόσμου τους.

Οι χειρουργοί εμφύτευσαν μια σειρά λεπτών ηλεκτροδίων στην κορυφή των εγκεφάλων δύο ατόμων με αισθητηριακή και κινητική παράλυση, επιτρέποντας έτσι στο άτομο απλώς να «σκεφτεί» προκειμένου να μετακινήσει το χέρι του προς μια κατεύθυνση. Χαρτογραφώντας τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται οι νευρώνες κατά τη διάρκεια της σκέψης, ο αποκωδικοποιητής μπορεί να μεταφράσει τη σκέψη σε ομιλία ή σε δράση μέσω συνδεδεμένων προσθετικών άκρων και βοηθητικών ρομποτικών συσκευών.

Στη μελέτη, τα δύο άτομα με τις εμφυτευμένες συσκευές κλήθηκαν να πάρουν έναν υπνάκο κατά τον οποίο η δραστηριότητα των νευρώνων τους καταγράφηκε ως βάση. Στη συνέχεια, έπαιξαν ένα μοντελοποιημένο παιχνίδι ακολουθίας, στο οποίο οι παίκτες καλούνται να επαναλάβουν την ίδια σειρά κινήσεων που μόλις τους έχει εμφανίσει το παιχνίδι.

Το παιχνίδι που χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη

Αντί να κινούν τα χέρια τους, φυσικά, οι δύο άνθρωποι χρησιμοποίησαν το μυαλό τους για να επαναλάβουν τις ενέργειες του παιχνιδιού ενώ καταγράφηκε η νευρική τους δραστηριότητα. Τέλος, τους ζητήθηκε να ξεκουραστούν και να κοιμηθούν.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι κατά τη διάρκεια του ύπνου τους η δραστηριότητα των νευρώνων ήταν ίδια με εκείνη που καταγράφηκε ενώ τα δύο άτομα έπαιζαν πραγματικά το παιχνίδι. Αυτό σήμαινε ότι ο εγκέφαλός τους συνέχιζε να παίζει το παιχνίδι και κατά τη διάρκεια του ύπνου, επαναλαμβάνοντας τα ίδια μοτίβα στον εγκέφαλό τους σε νευρωνικό επίπεδο.

«Η πλήρης κατανόηση του τρόπου αποθήκευσης μιας μνήμης στον εγκέφαλο μπορεί να βοηθήσει να ξεκλειδώσουν τα μυστικά για τη βέλτιστη γνωστική λειτουργία του», λέει ο Isaacson.

Η χρήση μιας τέτοιας τεχνολογίας για τη μελέτη των κινήσεων του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια του ύπνου είναι ο λόγος που «αυτή η μελέτη είναι πρωτοφανής», προσθέτει. «Δεν υπάρχουν πολλά σενάρια στα οποία ένα άτομο να είχε μια διάταξη πολλαπλών ηλεκτροδίων τοποθετημένη στον εγκέφαλό του, όπου τα ηλεκτρόδια είναι αρκετά μικρά ώστε να μπορούν να ανιχνεύσουν τη δραστηριότητα πυροδότησης μεμονωμένων νευρώνων».

Σε δεύτερο στάδιο, οι επιστήμονες ευελπιστούν να διευκρινίσουν σε ποια συγκεκριμένα στάδια του ύπνου –βαθύς ύπνος, REM- η επανάληψη της μνήμης εμφανίζεται πιο συχνά.