W poprzednim artykule opisałem podstawy budowy i funkcjonowania mózgu, w tym postaram się wyjaśnić jak „powstają” wspomnienia. Pokrótce przypomnę, że mózg jest zbudowany z ok. 100 miliardów neuronów, które łącząc się, tworzą sieć, zbudowaną ze 100 bilionów takich połączeń neuronalnych, zwaną gąszczem neuronów. Cały mózg po dzielony jest na różne części anatomiczne: płaty czołowe, ciemieniowe, potyliczne i skroniowe oraz móżdżek i pień mózgu. Pomimo tak dokładnego podziału nie można wyróżnić jednej jego części odpowiedzialnej za pamięć. Jest tak dlatego, że pamięć, wbrew utartemu poglądowi, nie jest „magazynem” w którym na półkach lub w szufladach znajdują się skatalogowane wspomnienia. Nie jest też filmem, na którym nagrane są nasze przeżycia oraz doświadczenia i wystarczy cofnąć taśmę do odpowiedniego punktu aby je odtworzyć.
Pamięć należy rozumieć jako skomplikowany proces, w którym zapamiętywanie, czyli tworzenie wspomnień polega na powstawaniu i nieustannej przebudowie połączeń pomiędzy komórkami nerwowymi.
Połączenia te powstają przez całe życie człowieka z każdym nowym doświadczeniem, pod wpływem przeżyć, zdobywania nowych doświadczeń i umiejętności.
Za każdym razem gdy doświadczamy czegoś nowego powstają nowe połączenia, zwane wzorcami pobudzeń. Im więcej się uczymy, doświadczamy, tym więcej takich wzorców w mózgu powstaje. To, w jaki sposób do tego dochodzi postaram się przedstawić za pomocą przykładu
Jabłko i piłeczka tenisowa.
W jaki sposób mózg pamięta co jest jabłkiem a co piłeczką tenisową? Zmysły (wzrok, smak, węch, dotyk itd.) odbierają informacje o doznaniach pochodzących ze świata zewnętrznego. To co odbierają zmysły nazywamy bodźcami. Bodziec, w zależności od jego rodzaju, powoduje wzbudzenie określonej liczby określonych komórek w określonym rejonie mózgu. To co widzimy (rejestrujemy za pomocą wzroku) powoduje wzbudzenie komórek w płatach potylicznych, bodźce zapachowe wzbudzają komórki w płatach skroniowych, a komórki w odpowiednich rejonach płatów ciemieniowych ulegają wzbudzeniu pod wpływem bodźców wywoływanych dotykiem. Każdy bodziec powoduje wzbudzenie, czyli zmianę napięcia elektrycznego komórek, co można porównać do ich naładowania. Komórka może być naładowana albo rozładowana. Jeżeli jest naładowana to zawiera jakąś informację, jeżeli nie jest naładowana to informacji nie zawiera. Mózg odbiera każdą informację w postaci wzbudzenia elektrycznego (naładowania) określonej liczby komórek.
Przedstawić to można w następujący sposób: Kiedy widzimy przedmiot, który ma określony kształt np. kulisty tak jak jabłko lub piłeczka tenisowa to w odpowiednim rejonie mózgu odpowiedzialnym za rejestrowanie bodźców wzrokowych pewna liczba komórek ulega wzbudzeniu (naładowaniu). Za każdym razem gdy widzimy przedmiot o tym samym kształcie dochodzi do wzbudzenia tych samych komórek. Taką grupę komórek ulegających wzbudzeniu pod wpływem danego bodźca nazywamy wzorcem pobudzenia lub inaczej obrazem neuronalnym. Informacja jedynie o kształcie nie pozwoli „mózgowi” rozpoznać czym jest to co widzimy. Kulisty kształt może mieć przecież wiele przedmiotów, a wśród nich jabłko i piłeczka tenisowa, ale także bombka choinkowa, pomidor itd.
PRZESYŁANIE IMPULSU ELEKTRYCZNEGO
SIEĆ NEURONALNA
Jak więc mózg rozpoznaje co jest czym?
Każdy przedmiot, który widzimy, poza wzrokowymi, wywołuje też inne wrażenia np.: dotykowe. Dotykany przedmiot może być gładki jak jabłko lub szorstki jak piłeczka tenisowa. Te informacje również są bodźcami i powodują wzbudzenie (naładowanie) określonego wzorca komórek w rejonie odpowiedzialnym za rejestrowanie dotyku. W podobny sposób rejestrowany jest kolor, wielkość, struktura przedmiotu czy jego zapach i smak.
Każda z tych informacji z osobna powoduje wzbudzanie określonego wzorca komórek nerwowych w ściśle określonym rejonie mózgu. Pojedyncza cecha nie jest jednak wystarczająca, aby zidentyfikować przedmiot, ale grupa informacji o cechach przedmiotu już na to pozwoli. Podczas ekspozycji na bodźce wywoływane danym, konkretnym przedmiotem lub zdarzeniem dochodzi do naładowania grup komórek w różnych rejonach mózgu. Każda grupa komórek odpowiada za jakąś konkretną cechę przedmiotu. Grupy tych komórek łączą się między sobą za pomocą wypustek „aksonów” (opisanych w poprzednim artykule). Przez te połączenia przesyłane są impulsy elektryczne tworząc jeden duży schemat pobudzenia. Schemat pobudzenia komórek jest jednoczasowym pobudzeniem grup komórek (wzorców pobudzeń) w różnych rejonach mózgu. Każde kolejne „spotkanie” z danym przedmiotem, ekspozycja na bodźce jaki on wywołuje, powoduje wzmocnienie powstałych połączeń i ich utrwalanie.
Schemat pobudzenia jest specyficznym dla danego przedmiotu lub sytuacji aktywowaniem grup komórek w różnych częściach mózgu odpowiadających jego poszczególnym cechom (wzorce pobudzeń).
Częste powtarzanie informacji, które mamy zapamiętać jest niczym innym, jak częstą ekspozycją na pewne bodźce, które powodują naładowanie określonych komórek w mózgu i przesłanie informacji pod postacią impulsu elektrycznego do innych grup komórek, aktywowanych w tym samym czasie. Czym częściej będzie impuls elektryczny przepływał pomiędzy komórkami tym połączenie będzie silniejsze. Dlatego prawdziwym jest powiedzenie, że powtarzanie jest istotą nauki – uczenia się. Im więcej danych (bodźców, wzorców pobudzeń) o przedmiocie zostanie zapisanych w mózgu, tym lepiej zostanie on zapamiętany i łatwiej w przyszłości odtworzony z pamięci – zidentyfikowany. Po wielu ekspozycjach na dany przedmiot jesteśmy w stanie rozpoznać go po coraz mniejszej liczbie cech, dzieje się tak dlatego, że każda ekspozycja wzmacnia schemat pobudzeń i coraz mniej bodźców wymaganych jest aby go aktywować. Schemat pobudzeń wzmacniany jest również przez jego rozbudowywanie, dołączanie nowych wzorców pobudzeń na zasadzie skojarzeń lub podobieństw do innych przedmiotów. Żeby uświadomić sobie jak działa sieć połączeń w mózgu i schematy pobudzeń proszę wyobrazić sobie mleko i postarać się zapisać jak najwięcej związanych z nim skojarzeń. Ile różnych powiązań ma ta jedna rzecz? Ile różnych skojarzeń może wywołać?
Od najprostszych związanych z jej kolorem, który może kojarzyć się np.: ze śniegiem, przez bardziej złożone jak śniadanie, krowa, ser, do bardzo złożonych jak macierzyństwo, wychowanie itd. Każde skojarzenie jest oddzielnym schematem pobudzeń.
Podobnie jest z doświadczeniami i przeżyciami, wywołują one wzbudzenie określonych schematów połączeń. Im silniejsze są doznania i im bardziej powiązane, skojarzone są z wcześniej już zapisanymi informacjami, tym schemat pobudzenia będzie dotyczył większej ilości komórek nerwowych i tym łatwiej w przyszłości przypomnimy sobie daną sytuację, zdarzenie. Dlatego nigdy nie dotykamy z rozmysłem czegoś co jest bardzo gorące, pomimo, że nie mamy takiej informacji wprost, nie widzimy przecież temperatury przedmiotów, ale połączenie obrazów neuronalnych garnka i kuchenki spowoduje aktywację komórek odpowiedzialnych za odczuwanie bólu przy poparzeniu i wysłanie sygnału do innych komórek, które połączą wszystkie te schematy pobudzeń w jedną całość czego efektem będzie informacja docierająca do naszej świadomości „nie dotykaj garnka stojącego na kuchence bo może być gorący i spowodować ból”.
Zadaniem naszego mózgu jest ciągłe zbieranie informacji i ich przetwarzanie, tak aby w przyszłości mógł on z łatwością rozpoznawać różne przedmioty i sytuacje oraz dostosować do nich nasze zachowanie i ten sposób właśnie powstają wspomnienia.
dr n. med. Marcin Ratajczak – specjalista neurolog
