Kutatók elektródákat ültettek egy kerek asztallapon sorozatban elhelyezett pontok között szaladgáló patkányok agyába annak érdekében, hogy megfigyeljék a mediális prefrontális kéreg (előagyi terület, amely olyan célzott végrehajtó funkciókért felelős, mint amilyen a szervezett gondolkodás és cselekvés) több mint 120 neuronjának (idegsejt) működését navigációs feladat végrehajtása közben. A tudósok néhány héten keresztül minden nap figyelemmel követték az állatok agyi tevékenységét az 50 perces futófeladat teljesítésekor, valamint az azt követő 20-60 perces pihenőidő alatt.

Édes álom. Visszajátszuk a történteket © sxc.hu

Két különböző módszert alkalmazva – összehasonlították a sejtpárok közötti aktivitást, valamint a tevékenység folyamata alatt generálódó neurális mintázatokat a megfigyelt neuronok egészére vonatkozóan – a szakértők megállapították, hogy a patkányok agyában futás közben végbemenő neurális tevékenységi sorozatok újra lejátszódtak, mikor az állatok pihentek.

„Rájuk néztünk és szinte arcul csapott minket feltűnő hasonlóságuk” – mondta David Euston, az Arizonai Egyetem idegrendszerrel, emlékezéssel és öregedéssel foglalkozó osztályának szakembere. A szundítás folyamán ráadásul ugyanazok az agyi tevékenységek hatszor-hétszer gyorsabban játszódtak le, mint a feladat végrehajtása közben. „Viselkedés közben, mikor valóban aktív kapcsolatban vagyunk a világgal, az agy a testtel megegyező sebességgel működik” - magyarázta Euston. „Ám, alvás közben az agy gyorsabban is működhet, mert nincs összekötve a cselekvéssel.”

Ez a visszajátszás-jelenséget korábban már tapasztalták a hippocampus esetében. Ez az előagyi struktúra magába foglalja az epizódikus memóriát (konkrét tér-idő kontextusban rögzített emléknyomok rendszere) és a vizuális kérget, ahol az érzékelési információ kapcsolódik a látás feldolgozásához. Euston szerint a folyamat kapcsolatban lehet a fogékonysággal/tanulékonysággal, az idegsejtek közötti kapcsolat erősödésével és gyengülésével, amelyről úgy vélik, hogy a tanulás alapjául szolgál.

„A memória erősítésének egyik módja, ha több alkalommal is lejátsszuk az álmokat” – mondta Euston, utalva arra, hogy a szóban forgó idegi aktivitás együtt jár az új dolgok tanulásával. Azáltal, hogy többször újrajátsszuk őket, az agy megerősítheti az idegsejtek közötti kommunikációt, ezáltal elősegíti a memóriakonszolidációt, az emlékezet rögzülését.

Mayank Mehta, a Brown University neurológiai professzor helyettese szerint az új kutatási eredmények érdekesek, de megkérdőjelezi a feltevést, amin nyugszanak. „Megszilárdít, vagy töröl?” – kérdezte, utalva arra, hogy vajon egy képzeletbeli tevékenység (álom) valóban elmélyíti az emlékezést, vagy inkább ahhoz hasonlítható, mint amikor letöröljük a táblát, hogy újabb tudásnak adjunk helyet. „A cselekvés szempontjából mindkét folyamat segíthet” – mondta.

A kutatók most azt próbálják meghatározni, hogy vajon az idegsejtek tevékenységének visszajátszása kapcsolatba hozható-e a tudással. Ha igen – mondta – az újrajátszódó mintáknak kell a legerősebbnek lenniük, mikor az állatok befejezik a tanulással kapcsolatos feladatokat.