Vaikse mälu ümberlükkamine: aju töötleb aktiivselt tähelepanematut teavet

Inimese aju informatsiooni salvestamise ja selle erinevate ülesannete täitmiseks kasutamise mõistmine on pikka aega olnud neuroteaduse ja psühholoogia uuringute peamine eesmärk. Teadlased on varem tuvastanud erinevat tüüpi mälu, millel kõigil on oma omadused ja funktsioonid.

Üks selline tüüp on töömälu, mis hõlmab olulise teabe lühiajalist salvestamist ja töötlemist, eriti sellise teabe puhul, mis on vajalik loogiliste ülesannete täitmiseks või lähitulevikus otsuste langetamiseks. Uuringud näitavad, et see ajutine teabe salvestamine on seotud teatud neuronite pideva ja püsiva aktiivsusega ajus.

Enamik varasemaid töömälu uuringuid on kasutanud ülesandeid, milles osalejatel paluti meeles pidada kogu neile esitatud teavet.

Siiski on väga vähesed uuringud püüdnud mõista, kuidas aju salvestab "tähelepanematut" teavet – see tähendab stiimuleid, mis ei ole hetkel tähelepanu keskpunktis ja ei ole otseselt seotud käsiloleva ülesandega.

Poola Teaduste Akadeemia, SUNY Upstate'i, Elki sõjaväehaigla ja Wrocławi Meditsiiniülikooli teadlased otsustasid testida teoreetilise mudeli kehtivust, mis viitab "aktiivsuse-vaikse mehhanismi" olemasolule, mis vastutab tähelepanematu teabe salvestamise eest.

Nende ajakirjas Nature Human Behaviour avaldatud tulemused seavad selle teoreetilise oletuse kahtluse alla ja näitavad hoopis, et tähelepanematuse teabe salvestamine on samuti seotud närvitegevusega.

„Me teame, et meie töömälu elemente – meie mõtteid – esindab spetsialiseerunud neuronite aktiivsus,“ ütles vanem autor Jan Kaminski ajakirjale Medical Xpress.
„Kui meil on vaja midagi meeles pidada, muutuvad teatud neuronid aktiivsemaks. Näiteks kui me meelde jätame telefoninumbri, muutuvad teatud neuronid ajutiselt aktiivsemaks, kodeerides seda teavet.“
„Hiljutised uuringud on aga näidanud, et kui mäluelement on ajutiselt fookusest väljas, naaseb neuronite aktiivsus taustatasemele – näiteks kui meil on vaja meelde jätta telefoninumber, aga ajutiselt teisele ülesandele lülituda.“

Need eeldused põhinesid suures osas mitteinvasiivsete meetodite, näiteks EEG ja fMRI abil saadud andmetel. Need meetodid mõõdavad aga sadade tuhandete neuronite keskmist aktiivsust, mis tähendab, et väikese rakkude rühma aktiivsuse võib ümbritsevate neuronite tegevusetus „ära neelata“.

„Meie labor on spetsialiseerunud närviaktiivsuse otsesele registreerimisele invasiivsete kliiniliste protseduuride ajal, näiteks elektroodide implanteerimisele patsientide ajusse epilepsiat jälgides,“ ütleb Kaminski.
„See annab ainulaadse võimaluse vaikse aktiivsuse hüpoteesi otse testida. Selles uuringus registreerisime oimusagara neuronite aktiivsust, mis on tuntud oma rolli poolest töömälus.“

Osalejatele näidati kahte pilti ja paluti mõlemat meeles pidada, kuid katse esimeses osas keskenduda ainult ühele. Hiljem pidid nad kas jätkama keskendumist samale pildile või lülituma ümber eelnevalt "fookusest" olekusse.

„Seda eksperimentaalset disaini nimetatakse topeltretrospektiivseks paradigmaks ja seda on kasutatud varasemates uuringutes,“ selgitab artikli esimene autor Katarzyna Paluch.
„Aktiivsuse registreerimiseks kasutasime intrakraniaalset EEG-d, kliinilist protseduuri, mille käigus elektroodid paigutatakse kirurgiliselt otse patsiendi ajju, näiteks epilepsia diagnoosimiseks. See võimaldas meil registreerida üksikute neuronite aktiivsust.“

Kui osalejad lülitasid oma tähelepanu ühelt pildilt teisele, registreerisid teadlased oimusagara neuronite aktiivsust, et mõista, kuidas aju salvestab "mittefookuslikku" teavet.

„Meie üllatuseks leidsime, et isegi pilt, millele osaleja ei keskendunud, oli jätkuvalt aktiivselt esindatud närviimpulsside kaudu,“ ütles Kaminski.
„See on vastuolus vaikse salvestamise hüpoteesiga ja näitab, et ka töömälus olevad fookusest väljas olevad elemendid on esindatud aktiivse närvitegevuse kaudu. Meie tulemused näitavad, et suurt osa meie töömälust – seda vaimset „visandit“ – säilitab aktiivne närviimpulsside abil.“

Seega toetavad tähelepanu keskpunktist väljas olevaid mõtteid ja muud teavet endiselt aktiivsed neuronid, mitte mingi "vaikne" mehhanism, nagu varem eeldati.

Lisaks nende fundamentaalsele tähtsusele mälu toimimise mõistmisel võivad need leiud mõjutada ka töömälu häiretega seotud vaimsete häirete, näiteks ADHD, OCD ja skisofreenia, ravi väljatöötamist.

„Näiteks võimaldavad meie tulemused meil mõelda närviimplantaatide või elektriliste stimulaatorite loomisele, mis aitavad säilitada konkreetset teavet töömälus, laiendades seeläbi teraapia võimalusi,“ lisas Kaminski.
„Meie labor jätkab praegu töömälu ja selle närvimehhanismide uurimist, kasutades ajutegevuse otseseid salvestusi.
Tulevikus plaanime uurida, kuidas aju lülitub praeguse teabe säilitamise ja uue teabe meeldejätmise vahel, mis on paindliku kognitiivse tegevuse jaoks kriitilise tähtsusega.“