Μια περιοχή του εγκεφάλου βοηθά να «σημειώνονται» οι αναμνήσεις. Το άγχος μπορεί να εμποδίσει την ικανότητά της να καταγράφει νέες εμπειρίες. Η διαδικασία αυτή, αποτρέπει τη σύγχυση των γεγονότων της ζωής του ατόμου αλλά ενδέχεται να διαταράσσεται από το χρόνιο στρες, συμβάλλοντας ενδεχομένως σε προβλήματα μνήμης που συνδέονται με ασθένειες όπως η διαταραχή μετατραυματικού στρες (PTSD) και η ασθένεια του Αλτσχάιμερ.
Η περιοχή που διαχωρίζει τις αναμνήσεις
Αν και η ζωή ξετυλίγεται ως μια συνεχής ροή, οι αναμνήσεις μας δεν την αποτυπώνουν έτσι. Δεν θυμόμαστε το παρελθόν ως ένα αδιατάρακτο χρονοδιάγραμμα, αλλά ως μια ακολουθία ξεχωριστών, σημαντικών στιγμών—όπως ακριβώς οι προτάσεις χωρίζονται με γραμματική και σημεία στίξης. Αυτή η νοητική δομή δίνει στις εμπειρίες μας σαφήνεια και μας βοηθά να κατανοήσουμε τόσο το τι συνέβη όσο και το πότε συνέβη.
Λογικά λοιπόν, ο εγκέφαλος αφιερώνει πολύ χώρο σ’ αυτόν τον άθλο. Αλλά όχι. Όπως φαίνεται, το μεγαλύτερο βάρος το κουβαλά μια μικροσκοπική, αλλά πολύ ισχυρή περιοχή του εγκεφάλου. Κάνει περισσότερα από ότι της αναλογούν.
Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Neuron, ψυχολόγοι από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια (UCLA) και το Κολούμπια, χρησιμοποιώντας τεχνικές απεικόνισης του εγκεφάλου και μετρήσεις της κόρης του ματιού, αποκάλυψαν πως μια μικροσκοπική ομάδα νευρώνων στο εγκεφαλικό στέλεχος που ονομάζεται υπομέλας τόπος (locus coeruleus), λειτουργεί ως το “κουμπί επανεκκίνησης μνήμης” όταν διαδραματίζονται σημαντικές αλλαγές.
«Το κύριο ερώτημα της μελέτης μας ήταν: Όταν εξελίσσεται μια εμπειρία, πώς ‘γνωρίζει’ ο εγκέφαλος ότι έχει ολοκληρωθεί μια σημαντική ανάμνηση και πρέπει να ξεκινήσει μια άλλη;», εξηγεί ο καθηγητής ψυχολογίας στο UCLA και κύριος συγγραφέας της μελέτης, David Clewett.
«Μελέτες έχουν δείξει πως, η παραμονή σε σταθερό πλαίσιο, όπως για παράδειγμα, στο ίδιο δωμάτιο, ‘συνδέει’ τις διαδοχικές εμπειρίες στην μνήμη. Αντίθετα, η αλλαγή του πλαισίου, ή ένα οριακό συμβάν, χωρίζει τις μνήμες ώστε αυτές ν’ αναπαριστούν διαφορετικά συμβάντα. Με τον τρόπο αυτό, το πλαίσιο λειτουργεί σαν ‘συντακτικό’ της ανθρώπινης μνήμης.
Ανακαλύψαμε πως, ο υπομέλας τόπος, ενεργοποιείται περισσότερο σε οριακά συμβάντα, όταν δηλαδή, διαχωρίζονται οι αναμνήσεις. Έτσι, αυτή η μικρή περιοχή στον πυρήνα του συστήματος διέγερσης του εγκεφάλου, μπορεί να οριοθετεί τις σκέψεις και τις μνήμες μας».
Ακουστικά στοιχεία διαμορφώνουν το πλαίσιο και την μνήμη
Ο Clewett, μαζί με τους υπόλοιπους συγγραφείς, τον Ringo Huang επίσης από το UCLA, και τη Lila Davachi απ’ το Κολούμπια, πραγματοποίησαν ένα πείραμα με 32 συμμετέχοντες, στους οποίους δόθηκαν εικόνες από ουδέτερα συμβάντα, ενώ υπόκειντο σε μαγνητική τομογραφία (MRI). Προκειμένου να προσομοιώσουν τις αλλαγές στο πλαίσιο, οι ερευνητές έπαιζαν διαφορετικές μελωδίες, είτε στο αριστερό ή το δεξί αυτί των συμμετεχόντων.
Όταν οκτώ ίδιοι ήχοι ακούγονταν επανειλημμένα στο ίδιο αυτί, δημιουργούσαν την αίσθηση ενός συνεχόμενου γεγονότος. Μια αλλαγή στον τόνο και στο αυτί αναπαραγωγής σήμαινε αλλαγή—δημιουργώντας την αίσθηση ενός οριακού γεγονότος. Αυτό το εναλλασσόμενο μοτίβο συνεχίστηκε, δίνοντας την εντύπωση τεσσάρων ξεχωριστών ακουστικών γεγονότων.
Στη συνέχεια, η ομάδα αξιολόγησε τον τρόπο με τον οποίον τα πλαίσια αυτά, επιδρούν στην μνήμη. Σχημάτισαν την υπόθεση πως, η ικανότητα του ανθρώπου να ανακαλεί τη σωστή αλληλουχία των γεγονότων, θα μαρτυρούσε αν οι εμπειρίες τους, είχαν αποθηκευτεί ως ένα μεμονωμένο επεισόδιο, ή αν το συμβάν είχε χωριστεί σε διακριτές μνήμες. Όταν τα συμβάντα κωδικοποιούνται μαζί, η ανάκληση της ακολουθίας είναι πιο εύκολη. Όταν αποθηκεύονται ξεχωριστά, τότε είναι δυσκολότερη.
Όπως ήταν αναμενόμενο, η αυξημένη δραστηριότητα στον υπομέλανα τόπο στη διάρκεια των ορίων ανάμεσα στα γεγονότα, συσχετιζόταν με χειρότερη ανάκληση της σειράς των ζευγών των αντικειμένων που ξεπερνούσαν τα όρια, υποδηλώνοντας πως, οι μνήμες είχαν αποθηκευτεί χωριστά. Για να το επαληθεύσουν, οι ερευνητές συνέκριναν τις μετρήσεις του fMRI της δραστηριότητας του υπομέλανα τόπου με μετρήσεις της διαστολής της κόρης που είχαν γίνει την ίδια στιγμή, εφόσον, το μέγεθος της κόρης αυξάνεται στη διάρκεια νέων συμβάντων και της ενεργοποίησης του υπομέλανα τόπου.
Η συνέπεια ανάμεσα στα δεδομένα, επιβεβαίωσε πως, τα σήματα του fMRI είχαν καταγράψει με ακρίβεια τη δραστηριότητα σ’ αυτή την μικρή περιοχή του εγκεφάλου.
Η λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) παρακολουθεί τη δραστηριότητα του εγκεφάλου μετρώντας τις αλλαγές στη ροή του αίματος όσο οι συμμετέχοντες βρίσκονται μέσα στον τομογράφο.
Πως αποκρίνεται ο ιππόκαμπος στα σήματα οριοθέτησης
Η επίδραση του σήματος της νευρικής “επανεκκίνησης” εκτείνεται εξίσου και πέρα από τον αρχικό διαχωρισμό της μνήμης. Υψηλότερα επίπεδα ενεργοποίησης του υπομέλανα τόπου σε όρια γεγονότων, σχετίζονται με πιο έντονες αλλαγές στην ενεργοποίηση εντός του ιππόκαμπου – του τμήματος του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για την κωδικοποίηση νέων αναμνήσεων και την ανίχνευση σχετικών με το πλαίσιο πληροφοριών, όπως είναι η τοποθεσία και ο χρόνος.
«Ο ιππόκαμπος ακόμη, είναι υπεύθυνος για τη χαρτογράφηση της δομής των εμπειριών μας, γι’ αυτό έχει έναν δείκτη για την έναρξη, το μέσο και το τέλος των γεγονότων. Ανακαλύψαμε πως, ο υπομέλανας τόπος μπορεί να προσφέρει το καθοριστικής σημασίας σήμα εκκίνησης, σαν να του λέει ‘τώρα βιώνουμε ένα συμβάν’», εξηγεί η Davachi.
«Προγενέστερες μελέτες, έχουν δείξει πως, μια έκρηξη της δραστηριότητας του υπομέλανα τόπου, βοηθά στον ανασχηματισμό των εγκεφαλικών δικτύων για την καθοδήγηση της προσοχής σε νέες και σημαντικές εμπειρίες. Τα ευρήματά μας, υποδηλώνουν πως, το σήμα αυτό της ενημέρωσης, είναι ακόμη πιο εκτεταμένο, φτάνοντας ακόμη και σε περιοχές σχετικές με την μνήμη και περιέχουν αναπαραστάσεις γεγονότων που εξελίσσονται».
Ακόμη, οι ερευνητές εξέτασαν το πώς, οι σύντομες εκρήξεις δραστηριότητας του υπομέλανα τόπου, επηρεάζονται από τα προηγούμενα επίπεδα της δραστηριότητας στο φόντο.
Αυτό έχει σημασία, καθώς οι νευρώνες του υπομέλανα τόπου λειτουργούν σε δύο διαφορετικές καταστάσεις:
- μια «εκρηκτική» λειτουργία που επισημαίνει σημαντικά γεγονότα και σχηματίζει νέες μνήμες και
- Μία υποβόσκουσα μορφή που ρυθμίζει τη γενική εγρήγορση και το στρες.
«Ο υπομέλανας τόπος λειτουργεί σαν εσωτερικό σύστημα συναγερμού του εγκεφάλου», εξήγησε ο Clewett. «Αλλά υπό συνθήκες χρόνιου στρες, αυτό το σύστημα γίνεται υπερδραστήριο. Το αποτέλεσμα είναι σαν να ζεις με έναν συναγερμό πυρκαγιάς που δεν σταματά ποτέ να χτυπά, κάτι που καθιστά δύσκολο να αντιληφθείς πότε ξεσπά μια πραγματική φωτιά».
Αν και η δυναμική αλληλεπίδραση ανάμεσα σ’ αυτά τα μοτίβα προειδοποίησης, έχει μελετηθεί στο πλαίσιο της λήψης αποφάσεων, της αντίληψης και της μάθησης, η σημασία τους για τον τρόπο που καταλαβαίνουμε και θυμόμαστε τα συμβάντα ήταν μέχρι στιγμής, ασαφής.
Για τον λόγο αυτό, οι συγγραφείς θέλησαν να μελετήσουν αν, οι εκρήξεις της ενεργοποίησης του υπομέλανα τόπου σε οριακά συμβάντα, τα νευρικά σήματα που κατατέμνουν τις μνήμες, μπορούν να εξασθενίσουν ή να χαθούν σε συνθήκες χρόνιου στρες.
Το ερώτημα αυτό, αποτελεί μια πρόκληση, καθώς μόνη της η fMRI, δεν μπορεί να μετρήσει τα απόλυτα επίπεδα του στρες ή της ενεργοποίησης του υπομέλανα τόπου.
Για την απάντησή του, αξιοποίησαν μια μέθοδο απεικόνισης η οποία μετρά έμμεσα την νευρομελανίνη, μια τροποποιημένη μορφή χρωστικής μελανίνης που βρίσκεται κανονικά σε ορισμένους νευρώνες του νευρικού συστήματος, ειδικά στη μέλαινα ουσία και η οποία συσσωρεύεται με το πέρασμα του χρόνου και την επαναλαμβανόμενη ενεργοποίηση, στον υπομέλανα τόπο.
Το στρες εξασθενεί τα εγκεφαλικά σήματα ανίχνευσης γεγονότων
Όπως ήταν αναμενόμενο, οι συμμετέχοντες με υψηλότερο σήμα που σχετίζεται με τη νευρομελανίνη, θεωρήθηκε πως είχαν ενδείξεις υψηλότερου στρες, ενώ έδειξαν πιο εξασθενημένες αποκρίσεις διαστολής της κόρης στα οριακά συμβάντα.
Οι ισχυρότερες, χαμηλής συχνότητας διακυμάνσεις στην ενεργοποίηση του υπομέλανα τόπου, ένας δείκτης των υπαρχόντων επιπέδων δραστηριότητας, προέβλεψαν επίσης ασθενέστερες εκρήξεις στην ενεργοποίηση του υπομέλανα τόπου και τις αντιδράσεις της κόρης του ματιού στα όρια κατά τη διάρκεια της δοκιμασίας.
Συνολικά, αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν πως, η χρόνια υπερδιέγερση, μπορεί να εξασθενίσει την ευαισθησία κάποιου στην αλλαγή, διαταράσσοντας τα στοιχεία που αγκυροβολούν και οργανώνουν νέα επεισόδια στην μνήμη. Η αναγνώριση του υπομέλανα τόπου ως «πύλης» ή «μαέστρου» για τον σχηματισμό αναμνήσεων, μπορεί να οδηγήσει σε βελτιωμένους τρόπους αντιμετώπισης της διαταραχής μετατραυματικού στρες (PTSD) και άλλων διαταραχών που επηρεάζουν την μνήμη, όμως είναι το Αλτσχάιμερ, όπου ο υπομέλανας τόπος είναι ασυνήθιστα υπερδραστήριος.
Υπάρχουν εν δυνάμει τρόποι προκειμένου να ηρεμήσει ο υπερδραστήριος υπομέλανας τόπος, είτε με φαρμακευτική αγωγή, με αργές αναπνοές ή ακόμη και με μπαλάκια αντιστρές. Ωστόσο, οι αποτελεσματικές, μακροπρόθεσμες λύσεις, προϋποθέτουν περισσότερη έρευνα και απαιτείται χρόνος για ν’ ανακαλυφθούν οι λύσεις που μπορεί να προταθούν στην αγορά.
Η αντίληψη των γεγονότων με τον “ορθό” τρόπο, συνδέεται άμεσα με καλύτερη μνήμη, υποδηλώνοντας πως η βελτίωση της λειτουργίας του locus coeruleus αποτελεί έναν αποτελεσματικό στόχο για την προστασία ή την αποκατάσταση της μνημονικής λειτουργίας.
Ο Clewett ανέφερε ότι τα εξειδικευμένα εργαλεία που απαιτούνται για τη μελέτη του εγκεφάλου χρειάζονται την οικονομική υποστήριξη που μόνο η ομοσπονδιακή κυβέρνηση των ΗΠΑ μπορεί να παρέχει. Όπως είπε, αρκετές επιχορηγήσεις από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH) που χρηματοδότησαν αυτή την έρευνα κάλυψαν τα έξοδα για τις σαρώσεις και τις εγκαταστάσεις που χρησιμοποιήθηκαν για τα πειράματα.
«Είναι αναγκαία η διεξαγωγή της κυρίαρχης και της κλινικής μελέτης, προκειμένου να ανοίξουν οι πόρτες για τη θεραπεία των εκφυλιστικών διαταραχών», σημείωσε ο Clewett.
«Πρόσφατες νομοθετικές ενέργειες απειλούν αυτό το μέλλον —όχι μόνο για την επιστημονική έρευνα, αλλά και για τις ανακαλύψεις που μπορούν να βελτιώσουν τη ζωή των ασθενών και των οικογενειών τους. Είναι ίσως ειρωνικό ότι σε μια εποχή που η νομοθεσία υπόσχεται “μεγάλη και όμορφη αλλαγή”, τελικά ένας από τους μικρότερους “παίκτες” του εγκεφάλου μπορεί να έχει τον μεγαλύτερο αντίκτυπο στο πώς κατανοούμε και θυμόμαστε τη ζωή μας».
