Όλοι έχουμε νιώσει ότι ο χρόνος «πετά», όταν διασκεδάζουμε. Γιατί νιώθουμε ότι κυλά διαφορετικά ανάλογα με το τι κάνουμε; Νέα έρευνα εξετάζει τους νευρολογικούς μηχανικούς που διαμορφώνουν την υποκειμενική εμπειρία του χρόνου. Ο χώρος και ο χρόνος συνδέονται στενά μεταξύ τους – και όχι μόνο στη Φυσική, αλλά και στον εγκέφαλο.
Η στενή σύνδεση γίνεται πιο ξεκάθαρη, όταν μελετήσουμε πώς ο εγκέφαλός μας διαμορφώνει την επεισοδιακή μνήμη. Οι επεισοδιακές αναμνήσεις είναι αυτοβιογραφικές αναμνήσεις – δηλαδή αναμνήσεις για συγκεκριμένα γεγονότα που συνέβησαν σε κάποιον σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή (και χώρος).
Advertisment
Η ανάμνηση του πρώτου φιλιού ή το ποτήρι κρασιού που μοιραστήκατε με τον φίλο σας την προηγούμενη εβδομάδα είναι και τα δύο παραδείγματα της επεισοδιακής μνήμης. Αντιθέτως, η σημασιολογική μνήμη αναφέρεται σε γενικές πληροφορίες και γεγονότα που ο εγκέφαλός μας είναι ικανός να αποθηκεύσει. Οι επεισοδιακές αναμνήσεις έχουν το στοιχείο του «πού» και «πότε» και οι έρευνες στο πεδίο της νευροβιολογίας δείχνουν ότι η εγκεφαλική δομή που παρέχει χωρικές πληροφορίες είναι και αυτή υπεύθυνη για την εμπειρία του χρόνου.
Συγκεκριμένα, μια νέα μελέτη αποκαλύπτει το δίκτυο των εγκεφαλικών κυττάρων που κωδικοποιούν την υποκειμενική εμπειρία του χρόνου και αυτοί οι νευρώνες βρίσκονται σε μια εγκεφαλική περιοχή που βρίσκεται ακριβώς δίπλα στους νευρώνες που κωδικοποιούν τον χώρο. Η νέα μελέτη διεξήχθη από τους ερευνητές στο Kavli Institute for Systems Neuroscience στο Trondheim της Νορβηγίας. Ο Albert Tsao είναι ο κύριος συντάκτης του άρθρου, που βρίσκεται δημοσιευμένο στο επιστημονικό περιοδικό Nature.
Νευρώνες που αλλάζουν με το χρόνο
Πριν από μια δεκαετία, δύο από τους ερευνητές της παρούσας έρευνας – οι May-Britt Moser και Edvard Moser – ανακάλυψαν ένα δίκτυο νευρώνων που ήταν υπεύθυνο για την κωδικοποίηση του χώρου. Αυτή η περιοχή ονομάζεται μέσος ενδορινικός φλοιός. Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές ήλπιζαν ότι θα έβρισκαν ένα παρόμοιο δίκτυο κυττάρων που θα κωδικοποιούσε το χρόνο.
Advertisment
Έτσι, άρχισαν να διερευνούν τους νευρώνες σε μια εγκεφαλική περιοχή που βρίσκεται στον μέσο ενδορινικό φλοιό. Αυτή η περιοχή προσδιορίστηκε ως πλευρικός ενδορινικός φλοιός (LEC). Αρχικά, οι ερευνητές αναζήτησαν ένα μοτίβο, αλλά δυσκολεύτηκαν να βρουν. Το σημείο άλλαζε συνεχώς. Έτσι, οι ερευνητές υπέθεσαν ότι ίσως το σήμα δεν άλλαζε σταδιακά, αλλά άλλαζε με τον χρόνο. Γι’ αυτό αποφάσισαν να εξετάσουν την δραστηριότητα εκατοντάδων νευρώνων LEC σε εγκεφάλους εργαστηριακών ποντικιών.
Η εμπειρία επηρεάζει τα σήματα κωδικοποίησης χρόνου
Για να το καταφέρουν, οι ερευνητές κατέγραψαν τη νευρωνική δραστηριότητα των ποντικιών για ώρες, κατά τη διάρκεια των οποίων λάμβαναν χώρα διάφορα πειράματα. Σε ένα πείραμα, τα ποντίκια έτρεχαν σε ένα κουτί, των οποίων τα τοιχώματα άλλαζαν χρώμα. Αυτό επαναλήφθηκε 12 φορές, ώστε τα ζώα να μπορούσαν να ορίσουν «πολλαπλά χρονικά πλαίσια» κατά τη διάρκεια του πειράματος.
Η ομάδα εξέτασε τη νευρωνική δραστηριότητα της περιοχής LEC, διαχωρίζοντας ανάμεσα στην εγκεφαλική δραστηριότητα που κατέγραφε τις αλλαγές στο χρώμα του τοίχου από εκείνη που κατέγραφε την πρόοδο του χρόνου. Η νευρωνική δραστηριότητα της LEC προσδιόριζε ξεκάθαρα ένα μοναδικό χωρικό πλαίσιο για κάθε εμπειρία σε κλίμακα χρόνου.
Σε ένα άλλο πείραμα, τα ποντίκια ήταν ελεύθερα να περιφέρονται στους ανοιχτούς χώρους, επιλέγοντας πού να πάνε και ποια σημεία να εξερευνήσουν, ώστε να βρουν μικρά κομμάτια σοκολάτας. Αυτό το σενάριο επαναλήφθηκε τέσσερις φορές. Τα ποντίκια είχαν μια πολύ καλή καταγραφή χρόνου και χωρικής ακολουθίας γεγονότων όσο διαρκούσε το πείραμα, δηλαδή για 2 ώρες.
Τέλος, σε ένα τρίτο πείραμα, τα ποντίκια έπρεπε να ακολουθήσουν μια συγκεκριμένη διαδρομή με πιο περιορισμένες επιλογές και λιγότερες εμπειρίες. Σε αυτό το σενάριο, τα ποντίκια χρειαζόταν να στρίψουν είτε αριστερά, είτε δεξιά στον λαβύρινθο, όσο έψαχναν για τη σοκολάτα. Μέσω αυτής της δραστηριότητας διαπιστώθηκε ότι το σήμα χρονικής κωδικοποίησης αλλάζει χαρακτήρα από μοναδικές ακολουθίες στο χρόνο σε ένα επαναλαμβανόμενο και εν μέρει αλληλοεπικαλυπτόμενο μοτίβο.
Από την άλλη πλευρά, το σήμα του χρόνου έγινε πιο ακριβές και προβλεπόμενο κατά τη διάρκεια της επαναλαμβανόμενης εργασίας. Τα δεδομένα υποδεικνύουν ότι τα ποντίκια είχαν μια λεπτή κατανόηση της χωρικότητας κατά τη διάρκεια της κάθε διαδρομής, αλλά φτωχή κατανόηση του χρόνου από διαδρομή σε διαδρομή και από την αρχή έως το τέλος του πειράματος.
Πώς οι νευρώνες LEC κωδικοποιούν την εμπειρία
Σύμφωνα με τους ερευνητές, όταν οι εμπειρίες των ζώων περιορίζονταν μέσω συγκεκριμένων διαδρομών και επαναλαμβανόμενων δοκιμασιών, η κωδικοποίηση της χωρικής ροής ανάμεσα στις δοκιμασίες μειωνόταν, ενώ η κωδικοποίηση του χρόνου βελτιωνόταν. Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι οι πληθυσμοί των νευρώνων LEC αναπαριστούν τον χρόνο έμφυτα μέσα από την κωδικοποίηση της εμπειρίας. Με άλλα λόγια, το «νευρωνικό ρολόι» των LEC λειτουργεί, οργανώνοντας την εμπειρία σε ακριβή ακολουθία ξεχωριστών γεγονότων.
Η έρευνα αποκαλύπτει πως ο εγκέφαλος αντιλαμβάνεται την αίσθηση του χρόνου ως ένα γεγονός που βιώνεται. Το δίκτυο δεν κωδικοποιεί λεπτομερώς και ακριβώς το χρόνο. Αυτό που μετράμε είναι περισσότερο ο υποκειμενικός χρόνος που πηγάζει από την συνεχόμενη ροή εμπειριών. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, τα ευρήματα επισημαίνουν ότι αλλάζοντας τις δραστηριότητες και την εμπειρία, μπορούμε να αλλάξουμε και το χρονικό σήμα που δίνεται από τους νευρώνες LEC. Αυτό με τη σειρά του αλλάζει τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τον χρόνο.
Τέλος, οι επεισοδιακές αναμνήσεις διαμορφώνονται ενσωματώνοντας χωρικές πληροφορίες από τον μεσαίο ενδορινικό φλοιό με πληροφορίες από τον LEC στον ιππόκαμπο. Αυτό επιτρέπει στον εγκέφαλο να αποθηκεύσει μια ενοποιημένη αναπαράσταση του τι, πότε και πού.
Photo: Author/Depositphotos
[toggle title="Πηγές"]
https://qbi.uq.edu.au/brain-basics/memory/where-are-memories-stored
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0459-6
[/toggle]
