Vědci umějí nahrávat naši paměť během spánku. Mozek si přehrává poslední události

Poprvé v historii nyní došlo k implantování mikroelektrod do mozku, a to dvěma lidem. Jejich pomocí vědci ukazují, jak jsou mozkové neurony doslova v jednom ohni během spánku, aby „přehrály“ naši krátkodobou paměť ve správném pořadí a přesunuly ji do složky „trvalé“.

Podle Richarda Isaacsona z lékařské fakulty newyorské Cornell University a New York-Presbyterianské nemocnice je daná studie (na které se nepodílel) opravdu fascinující.

„Přes desetiletí výzkumu zůstává poněkud nejasné, jak se krátkodobé vzpomínky dostávají do podoby dlouhodobých vzpomínek, které lze později vyvolat,“ poznamenal Isaacson a dodal, že využití speciální interakce mezi mozkem a počítačem, který je do něj takto v rámci výzkumu zapojen, je „vzrušující způsob, jak studovat paměť, protože může zaznamenat vzorce činnosti mozkových buněk a tyto přesné vzory později hledat“.

Studie byla provedena na BrainGate, americkém akademickém výzkumném konsorciu složeném z Brownovy univerzity v Providence, centra klinické medicíny Providence VA Medical Center, nemocnice Massachusetts General Hospital v Bostonu, kalifornské Stanfordovy univerzity a ohijské Case Western Reserve University v Clevelandu.

V BrainGate strávili posledních více než dvanáct let rozvíjením onoho rozhraní mozek-počítač, které umožňuje lidem s amyotrofickou laterální sklerózou (ALS) a jinými neurologickými chorobami, poraněním mozku či ztrátou končetin, aby mohli používat své mozkové signály k pohybu počítačových kurzorů, robotických pomocníků a dalších pomocných zařízení pro komunikaci a obecně vlastní kontrolu jejich prostředí.

„Neurony jsou malinké, jsou jen asi o velikosti 10 mikronů,“ vysvětlila podle CNN neurovědkyně a autorka studie Beata Jarosiewiczová. „A makroelektrody, které lidé používají běžně, jako jsou elektrody stimulující hluboký mozek, jsou příliš velké na to, aby zaznamenaly individuální aktivitu každého neuronu."

Proto v BrainGate chirurgové implantovali řadu mikroelektrod na horní část mozku dvou lidí se smyslovou a motorickou paralýzou, což člověku umožňuje jen „přemýšlet“ o směru pohybu rukou. Mapováním způsobu, jakým se neurony chovají během myšlení, může dekodér převést myšlenku do řeči nebo do akce prostřednictvím připojených protetických končetin a pomocných robotických zařízení.

„Různé neutrony mají různé preferované směry. Některé zvyšují rychlost pohybu, když chce člověk pohnout rukou nahoru. Zatímco jiné ve chvíli, když se chce pohybovat doprava nebo doleva,“ uvedla Jarosiewiczová s tím, že podle vzorce aktivace neuronů můžeme určit, kterým směrem chce osoba pohnout rukou.

A právě ve studii byli také oni dva lidé s implantovanými přístroji požádáni, aby se natáhli a zdřímli si, přičemž jejich neuronová aktivita byla natočena při základní hodnotě. Poté každý hrál elektronickou sekvenční hru jménem Simon, americký hit 80. let, ve které je úkolem každého z hráčů opakovat pohyb po světelné tabuli tak, jak mu to hra sama ukázala.

Reklama na hru Simon z 80. let.

Místo pohybování při hře rukou oba lidé používali svou mysl, aby opakovali pokyny hry, zatímco byla zaznamenávána jejich neurální aktivita. Nakonec byli hráči opět požádáni, aby si odpočinuli a zdřímli si.

Výsledek ukázal, že během těchto krátkých spánků byla neutronová aktivita silně podobná té, kterou mozek ukazoval během hraní hry. To znamená, že jejich mozky dál hrály hru Simon, i když už lidé spali. Přehrávali si ony vzorce na neuronové úrovni. (Sny vědci nezkoumali.)

„Plné porozumění tomu, jak se paměť ukládá v mozku, nám může pomoci odemknout tajemství v oblasti kognitivních funkcí,“ doplnil Isaacson, který je rovněž správcem nadace McKnight Brain Research Foundation, která financuje výzkum nových terapií a prevence neurologických onemocnění.

Použití této technologie ke studiu výkonu mozku během spánku je podle Jarosiewiczové důvodem, proč je aktuální studie skutečně nevídaná. Podle ní je unikátní zejména to, že jsou nyní elektrody dostatečně malé, aby dokázaly detekovat reakční aktivitu jednotlivých neuronů.

To vše podle Isaacsona podporuje myšlenku, že pro lepší funkci paměti a učení musí lidé upřednostňovat odpočinkové aktivity – a co je nejdůležitější: adekvátní porci spánku. Tak udržíme podle něj naše „motory“ v chodu a ve špičkovém výkonu.

„Doufáme, že budoucí studie pomohou objasnit, ve kterých fázích spánku (hluboký spánek, REM spánek) se opakování paměti vyskytuje nejčastěji,“ uzavřel.