Naša výskumná otázka znie: Čo nás robí inteligentnými a ako funguje vedomé vnímanie? Aby sme na túto otázku odpovedali, skúmame mozgovú kôru už viac ako dve desaťročia. Mozgová kôra, ktorá je pravdepodobne najkomplexnejším objektom vo vesmíre, sa na prvý pohľad môže javiť ako džungľa neurónov. Tieto neuróny pripomínajú stromy, pričom majú dva špecifické konce: jeden koniec pripomína listy stromu a druhý jeho korene. Korene prijímajú informácie prevažne z vonkajšieho sveta, zatiaľ čo listy získavajú informácie generované v rámci mozgu, teda interné.

Význam pamäte

Podstatným zistením je, že bunkové vlastnosti týchto neurónov spájajú tieto dva typy informácií v úžasnom kontexte, čo nám umožňuje pochopiť vonkajší svet na základe našich očakávaní. Jednou z nových a dôležitých tém, ktorú skúmame, je pamäť. Pamäť je kľúčová, pretože vaše spomienky určujú vaše vedomosti o svete, a teda aj vaše očakávania.

Tanečné interakcie vnútorných a vonkajších informácií

Našim cieľom je pochopiť, čo vedie k internej a externej „tanečnej“ interakcii na bunkovej úrovni. Počas posledných dvoch desaťročí sme využívali metódy na sledovanie procesov nielen na úrovni neurónových obvodov, ale aj na bunkovej úrovni. To vyžadovalo sofistikované elektrické a optické záznamy. Vďaka tomu sme dosiahli významné pokroky v pochopení, čo sa deje na bunkovej úrovni a ako to prispieva ku kognícii u zvierat.

Distribuovaná povaha pamäte

Jedným z hlavných problémov v neurovede je, že pamäť je distribuovaný fenomén – spomienky sú rozptýlené po celej mozgovej kôre. Na tento problém sme začali aplikovať nový prístup: trénujeme zviera, aby reagovalo na umelú stimuláciu vlastného mozgu. Stimuláciou konkrétneho regiónu kôry sme trénovali zviera, aby lízalo za odmenu, keď pocíti túto stimuláciu. Tento prístup nám umožňuje identifikovať mechanizmy, ktoré sú na tejto spojitosti zúčastnené.

Inovatívne použitie chemogenetiky

Využívame aj modernú metódu nazývanú chemogenetika alebo DREADDs, ktorou prostredníctvom genetickej manipulácie skúmame špecifické informačné dráhy. Zaujíma nás najmä vplyv hipokampu a mediálnej temporálnej kôry na neokortex. Schopnosť špecificky inhibovať jednu konkrétnu projekciu nám umožňuje lepšie pochopiť mechanizmy na tejto spojitosti.

Hlavným zistením je, že mediálny temporálny lalok projektuje do prvej vrstvy neokortexu, čo je kľúčové pre schopnosť zvieraťa sa učiť. Táto časť neurónu zodpovedá za vnútorné informácie kódované neurónom.

Ako spomienky formujú naše očakávania

Relevantnosť tohto výskumu je vzrušujúca a uspokojivá, pretože je kulmináciou viac ako dvoch desaťročí práce. Zistili sme, že informácie z mediálneho temporálneho laloku, ktoré určujú, či si niečo zapamätáte, sa dostávajú do časti neurónu, ktorá kóduje vnútorné informácie. To dáva zmysel, pretože táto časť neurónu kóduje vaše očakávania. Vaša pamäť je v podstate jemná úprava vašich očakávaní a vedomostí o svete.

Budúce perspektívy

Očakávame, že v nasledujúcich 10 rokoch budeme schopní detailne preskúmať mechanizmy, ktoré sú relevantné pre uchovávanie pamäte. To nás môže privedieť k lepšiemu pochopeniu problémov s pamäťou a možno aj k vývoju spôsobov, ako ju zlepšiť.

Tento výskum tak otvára dvere k hlbšiemu pochopeniu toho, ako funguje naša inteligencia a vedomie, a prináša nádej na nové možnosti v oblasti neurovied a kognitívnych vied.

Zdroj informácii: https://lt.org