Czy pamiętasz, jak miał na imię twój nauczyciel w drugiej klasie lub co jadłeś dzisiaj na lunch? Wspomnienia te mogą być oddzielone dekadami, ale oba są uważane za wspomnienia długoterminowe.
Ponad pół wieku temu neurobiolodzy odkryli, że uszkodzenie obszaru mózgu zwanego przyśrodkowym płatem skroniowym (MTL) powoduje poważne upośledzenie długotrwałej pamięci deklaratywnej – pamięci wyraźnych faktów, takich jak imiona i daty – ale pozostaje bardzo krótkie. -pamięć terminowa nienaruszona. Pacjenci z uszkodzeniem MTL mogli nadążać i prowadzić krótką rozmowę, ale zaledwie minutę lub dwie później nie pamiętali, czy rozmowa w ogóle miała miejsce.
Co zaskakujące, pacjenci ci mogli nauczyć się nowych umiejętności motorycznych i zachować je przez dni, miesiące, a nawet dłużej, co wskazuje, że uszkodzenie MTL miało niewielki wpływ na pamięć dotyczącą umiejętności motorycznych.
Jaki zatem obszar mózgu jest odpowiedzialny za długotrwałe zapamiętywanie umiejętności motorycznych, takich jak jazda na rowerze? Czy istnieją odrębne obszary, w których powstają krótko- i długoterminowe wspomnienia sensomotoryczne? Naukowcy od lat próbują odpowiedzieć na te pytania.
Teraz naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) wykazali, że podobnie jak wspomnienia deklaratywne, krótkoterminowe i długoterminowe wspomnienia dotyczące umiejętności motorycznych powstają w różnych obszarach mózgu, w móżdżku ma kluczowe znaczenie dla tworzenia długotrwałych wspomnień umiejętności.
Wyniki badań publikowane są w czasopiśmie Postępowanie Narodowej Akademii Nauk (PNAS).
„Ta praca pogłębia naszą wiedzę na temat roli móżdżku w uczeniu się sensomotorycznym i wskazuje na rolę móżdżku jako bramy do tworzenia stabilnych wspomnień dotyczących umiejętności sensomotorycznych, w dużej mierze niezależnych od systemów pamięci krótkotrwałej” – powiedział Maurice Smith , Gordon McKay, profesor bioinżynierii w SEAS i główny autor badania.
Naukowcy od dawna wiedzieli, że móżdżek ma kluczowe znaczenie dla uczenia się motorycznego, ale rola, jaką odgrywa w tworzeniu krótko- i długoterminowej pamięci umiejętności, była niejasna. Aby zrozumieć związek między móżdżkiem a tymi wspomnieniami, Smith i pierwsza autorka Alkis Hadjiosif, doktorantka w SEAS i Massachusetts General Hospital, czerpali inspirację z pozornie chaotycznego zestawu wcześniejszych wyników dotyczących uczenia się motorycznego u pacjentów z uszkodzeniem móżdżku.
Chociaż wszystkie poprzednie badania dostarczyły dowodów na upośledzenie uczenia się sensomotorycznego u osób z uszkodzeniem móżdżku, wielkość tego upośledzenia była u nich bardzo zróżnicowana.
„Chociaż ta rozbieżność mogła wynikać z różnic w wielkości lub dokładnej lokalizacji uszkodzeń lub z różnic w rodzajach stosowanych zadań związanych z uczeniem się motorycznym, mieliśmy inny pomysł” – powiedział Smith.
Smith i Hadjiosif uważali, że subtelne różnice w czasie pomiędzy próbami – co nazywają oknem pamięci – mogą wyjaśniać większość zaobserwowanych rozbieżności.
„Stałoby się tak, gdyby długoterminowa pamięć sensomotoryczna została szczególnie osłabiona przez uszkodzenie móżdżku, ponieważ dłuższe okna pamięci zwiększałyby zależność od upośledzonej pamięci długotrwałej” – powiedział Hadjiosif.
Wyzwanie polegało na tym, że te przedziały czasowe rzadko były podawane w publikowanych artykułach. Po części badacze, po części detektywi, Smith i Hadjiosif prześledzili szczegółowe, surowe dane z dwóch z tych badań, na podstawie których mogli określić odstępy między próbami dla całych sekwencji prób dla wszystkich badanych osób.
Naukowcy odkryli, że w obu badaniach przerwy między próbami były ogólnie dość krótkie i stwierdzono jedynie niewielkie zaburzenia w uczeniu się u pacjentów z ciężką chorobą móżdżku w porównaniu do osób zdrowych. Oznaczało to, że gdy uczestnicy zostali poproszeni o wykonanie tego samego zadania, powiedzmy pięć razy, z zaledwie kilkusekundową przerwą między każdym powtórzeniem, pacjenci ze zwyrodnieniem móżdżku radzili sobie tylko nieznacznie gorzej niż osoby zdrowe.
Jednak zagłębiając się w dane, Smith i Hadjiosif odkryli coś interesującego. Pomiędzy próbami czasami było więcej czasu, aby zespół badawczy mógł się zresetować lub uczestnik mógł zrobić sobie krótką przerwę.
„Kiedy sprawdziliśmy te różnice między próbami, odkryliśmy, że ci sami pacjenci, którzy wykazali niemal normalne wyniki w krótkich próbach praktycznych, mieli znacznie słabsze wyniki w długoterminowych próbach w ramach tej samej sesji. Tak było w przypadku danych z obu badań” – powiedział Hadjiosif.
Następnie zespół przejrzał kilkanaście dodatkowych badań, w których osoby ze zwyrodnieniem móżdżku wykonywały zadania motoryczne i odkrył, że badania, w których wykorzystano większą liczbę kierunków ruchu w zadaniu, co wydłużyłoby czas pomiędzy próbami w tym samym kierunku, co mają wspólną pamięć sensomotoryczną – znacznie częściej upośledzają pamięć w porównaniu do osób z mniejszą liczbą kierunków ruchu.
„Odkrycia te podkreślają, jak ważny jest czas dla zrozumienia degradacji pamięci u pacjentów ze zwyrodnieniem móżdżku i rozwiązują zagadkę zmienności między próbami i badaniami, wpływu uszkodzenia móżdżku na zdolność uczenia się sensomotorycznego” – powiedział Smith. „Nasze badania zwykle obejmują projektowanie nowych manipulacji eksperymentalnych w celu uzyskania nowych zbiorów danych, które mogą zapewnić wgląd w mechanizmy uczenia się i zapamiętywania, ale czasami samo spojrzenie na stare dane przez właściwy obiektyw może być jeszcze bardziej pouczające”.
Współautorką badania jest Tricia Gibo.
