Forskere har identificeret et signal i hjernen, som ser ud til at spille en vigtig rolle, når hjernen skal konsolidere nyerhvervet information i hukommelsen, så informationen lettere kan trækkes frem igen på et senere tidspunkt.
Hjernen er et mageløst stykke maskineri, der er i stand til at udføre helt fantastiske ting.
For eksempel er ihukommelse resultatet af elektriske ladninger og anatomiske aftryk, som gør dig i stand til at fremkalde dine barndomsminder eller vejen hjem fra byen efter en druktur.
I mange år har forskere studeret, hvordan hjernen helt præcist konsoliderer nyerhvervet information i hukommelsen, men det er i mange henseender stadig et åbent spørgsmål.
Nu har danske forskere gjort en opdagelse, der kan være med til at forklare, hvad der sker i hjernen, når information bliver konsolideret i det ubevidste, så det altid kan trækkes frem igen.
”I vores studie kobler vi to signaler i hjernen sammen. Det ene er relateret til underbevidst konsolidering af hukommelse, og det andet er relateret til indvendig opmærksomhed og spontan mental aktivitet. Vores opdagelse er interessant, fordi denne form for lagring i hukommelsen er bevaret på tværs alle dyr, og fordi fejl i de samme mekanismer sandsynligvis spiller ind i forskellige sygdomme relateret til hjernen, herunder slagtilfælde og Alzheimers,” fortæller en af forskerne bag det nye studie, Diego Vidaurre Henche fra Institut for Klinisk Medicin ved Aarhus Universitet.
Forskningen er offentliggjort i Neuron.
Hukommelse kræver konsolidering af information
Hjernen er forunderlig og enormt god til at lagre kompliceret information.
Det gælder både, hvis man som eksempel vil lære at spille et stykke klassisk musik på klaver eller finde rundt i en ny by.
Når hjernen skal lagre nye ting i hukommelsen, skal den først lære tingene. Det gør hjernen blandt andet, når man spiller musikstykket efter noder eller går en tur i byen første gang. Derved bliver det lærte lageret anatomisk.
Det indlærte skal dog også lagres i hukommelsen, så vi ikke aktivt skal huske vejen gennem byen eller alle noderne i musikstykket.
For at lagre tingene i det underbevidste konsoliderer hjernen den nye information.
I eksemplet med gåturen i en ny by kan det eksempelvis ske senere, når man sætter sig på en cafe eller når man sover. Når hjernen ikke længere aktivt er beskæftiget med det tillærte, bliver det hurtigt processeret og konsolideret.
”Når man så sidder ned og slapper af, genafspiller hjernen den neurale sekvens, der blev opbygget, mens man gik turen, og sender den derefter til hjernebarken til endelig konsolidering. Hippocampus er også kritisk involveret i processen, som forskere kalder signal replay. Det kan vi blandt andet finde i forsøg med mus og rotter, hvor vi kan se dette signal i deres hjerner, når de underbevidst genafspiller det, de har lært,” forklarer Diego Vidaurre Henche.
Undersøgte hjernesignaler, mens forsøgspersoner ikke lavede noget
I det nye studie har forskerne studeret signal replay nærmere hos forsøgspersoner, som blev vist nogle billeder, de skulle huske på.
Forsøgspersonerne havde hjelme på, som overvågede den elektriske aktivitet i deres hjerner.
Forskerne studerede både hjernens elektriske aktivitet, når forsøgspersonerne aktivt forsøgte at huske på billederne, men også når de bagefter faldt hen i deres egne tanker.
Samtidig benyttede forskerne avancerede statistiske metoder til at identificere signaler, der er relateret til konsolidering.
”Vi har i et tidligere studie identificeret signaler i hjernen, der sandsynligvis er relateret til at være mindre opmærksom på de eksterne omgivelserne og mere til vores egne tanker. I dette studie går vi skridtet videre og kobler replay-signalet til dette reflektive signal i hjernen,” siger Diego Vidaurre Henche.
Forbundet med ”at lave ingenting”
Det andet signal i hjernen er den elektriske signatur fra det såkaldte ”default mode network” (DMN).
Til trods for at DNM traditionelt er blevet forbundet med ”at lave ingenting”, er det hjernens signal, som bliver aktiveret, når vi tænker på noget eller foretager os noget i hjernen. Det vil sige, at når vi er opmærksom på vores eksterne omgivelser, er der intet DNM-signal i hjernen.
Man kan derfor anse en stigning på DNM-signalet som hjernens aktivitet, når man går ind i sine egne tanker og ”forsvinder fra omverden”.
Forskere har i mange år undersøgt DNM og signalet fra DNM.
”Blandt andet ved vi, at en forstyrret DNM er forbundet med psykiske sygdomme. Indtil videre er mange aspekter omkring DNM og dets betydning dog gådefulde,” forklarer Diego Vidaurre Henche.
DNM er ikke bare ”default”
Erkendelsen i det nye studie er, at replay er afhængigt af DNM.
I analyserne af hjernescanningerne fandt forskerne, at DNM bliver mere aktiv, når replay finder sted.
Det er første gang, at forskere finder denne kobling, der underbygger, at DNM har med indre opmærksomhed at gøre og også konsolidering af minder.
”Vores opdagelse gør, at man nok skal gøre op med at tænke på DNM som hjernens ”default”-stadie, som igangsættes, når der ikke sker andre ting. Vores studie antyder, at DNM koordinerer replay, så replay-signalet ikke kommer i karambolage med den igangværende kognition," siger Diego Vidaurre Henche.
