Menafikan ingatan senyap: otak secara aktif memproses maklumat lalai

Memahami bagaimana otak manusia menyimpan maklumat dan kemudian menggunakannya untuk melaksanakan pelbagai tugas telah lama menjadi matlamat utama penyelidikan dalam neurosains dan psikologi. Para saintis sebelum ini telah mengenal pasti pelbagai jenis ingatan, masing-masing mempunyai ciri dan fungsi tersendiri.

Satu jenis tersebut ialah ingatan kerja, yang melibatkan penyimpanan jangka pendek dan pemprosesan maklumat penting, terutamanya yang diperlukan untuk melaksanakan tugas logik atau membuat keputusan dalam masa terdekat. Penyelidikan menunjukkan bahawa penyimpanan sementara maklumat ini dikaitkan dengan aktiviti berterusan dan berterusan neuron tertentu di dalam otak.

Kebanyakan kajian lepas tentang ingatan kerja telah menggunakan tugasan di mana peserta diminta mengingat semua maklumat yang disampaikan kepada mereka.

Walau bagaimanapun, sangat sedikit kajian telah cuba untuk memahami bagaimana otak menyimpan maklumat "tidak disengajakan"-iaitu, rangsangan yang tidak menjadi tumpuan perhatian pada masa ini dan tidak berkaitan secara langsung dengan tugas yang sedang dijalankan.

Para saintis dari Akademi Sains Poland, SUNY Upstate, Hospital Tentera di Elk dan Universiti Perubatan Wroclaw memutuskan untuk menguji kesahihan model teori yang mencadangkan kewujudan "mekanisme senyap aktiviti" yang bertanggungjawab untuk menyimpan maklumat lalai.

Keputusan mereka, yang diterbitkan dalam jurnal Nature Human Behavior, mencabar andaian teori ini dan sebaliknya menunjukkan bahawa menyimpan maklumat yang tidak disengajakan juga dikaitkan dengan aktiviti saraf.

"Kami tahu bahawa unsur-unsur memori kerja kami - pemikiran kami - diwakili oleh aktiviti neuron khusus," kata pengarang kanan Jan Kaminski kepada Medical Xpress.
"Apabila kita perlu menyimpan sesuatu dalam fikiran kita, neuron tertentu menjadi lebih aktif. Contohnya, apabila kita menghafal nombor telefon, neuron tertentu menjadi lebih aktif buat sementara waktu, mengekod maklumat itu."
"Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini telah mencadangkan bahawa jika elemen ingatan tidak fokus buat sementara waktu, aktiviti neuron kembali ke tahap latar belakang - contohnya, apabila kita perlu mengingati nombor telefon tetapi beralih sementara ke tugas lain."

Andaian ini sebahagian besarnya berdasarkan data yang diperoleh menggunakan kaedah bukan invasif seperti EEG dan fMRI. Walau bagaimanapun, kaedah ini mengukur aktiviti purata ratusan ribu neuron, yang bermaksud bahawa aktiviti sekumpulan kecil sel boleh "ditelan" oleh ketidakaktifan neuron di sekeliling.

"Makmal kami pakar dalam merekod secara langsung aktiviti saraf semasa prosedur klinikal invasif, seperti implan elektrod dalam otak pesakit untuk memantau epilepsi," kata Kaminski.
"Ini memberikan peluang unik untuk menguji hipotesis aktiviti senyap secara langsung. Dalam kajian ini, kami merekodkan aktiviti daripada neuron dalam lobus temporal, yang terkenal dengan peranannya dalam ingatan kerja."

Peserta ditunjukkan dua gambar dan diminta untuk mengingati kedua-duanya, tetapi hanya memberi tumpuan kepada satu dalam bahagian pertama percubaan. Kemudian, mereka sama ada terpaksa terus memfokus pada gambar yang sama atau bertukar kepada gambar yang sebelum ini "tidak fokus".

"Reka bentuk eksperimen ini dipanggil paradigma retro-cue berganda dan telah digunakan dalam kajian terdahulu, " jelas Katarzyna Paluch, pengarang pertama kertas itu.
"Untuk merekodkan aktiviti, kami menggunakan EEG intrakranial, prosedur klinikal di mana elektrod diletakkan secara pembedahan terus ke dalam otak pesakit, contohnya untuk mendiagnosis epilepsi. Ini membolehkan kami merekodkan aktiviti neuron individu."

Apabila peserta menukar perhatian mereka dari satu gambar ke gambar lain, saintis merekodkan aktiviti neuron di lobus temporal untuk memahami bagaimana otak menyimpan maklumat "tidak fokus".

"Mengejutkan kami, kami mendapati bahawa walaupun imej yang peserta tidak fokus terus diwakili secara aktif melalui penembakan saraf, " kata Kaminski.
"Ini bercanggah dengan hipotesis penyimpanan senyap dan menunjukkan bahawa item yang tidak fokus dalam ingatan kerja juga diwakili oleh aktiviti saraf yang aktif. Keputusan kami mencadangkan bahawa sebahagian besar memori kerja kami - 'lakaran' mental ini - dikekalkan oleh penembakan saraf aktif."

Oleh itu, pemikiran dan maklumat lain yang berada di luar tumpuan perhatian masih disokong oleh neuron aktif, dan bukan oleh beberapa mekanisme "senyap", seperti yang diandaikan sebelum ini.

Selain kepentingan asasnya untuk memahami cara ingatan berfungsi, penemuan ini juga boleh mempengaruhi perkembangan rawatan untuk gangguan mental yang melibatkan gangguan ingatan bekerja, seperti ADHD, OCD, dan skizofrenia.

"Sebagai contoh, keputusan kami membolehkan kami berfikir tentang mencipta implan saraf atau perangsang elektrik yang boleh membantu mengekalkan maklumat khusus dalam ingatan kerja, memperluaskan kemungkinan terapi," tambah Kaminski.
"Makmal kami kini sedang meneruskan kajian memori kerja dan mekanisme sarafnya menggunakan rakaman langsung aktiviti otak.
Pada masa hadapan, kami merancang untuk mengkaji bagaimana otak bertukar antara mengekalkan maklumat semasa dan mengingati maklumat baharu, yang penting untuk aktiviti kognitif yang fleksibel."