Ludzki mózg w ciągu zaledwie kilku sekund potrafi przełączyć się z analizowania tego, co dzieje się wokół nas, na porządkowanie wcześniej zapisanych doświadczeń – ustalili naukowcy z Polski i Niemiec. Wyniki ich badań opublikowało czasopismo „Current Biology”.
Każdemu z nas zdarzyło się nieraz zorientować, że czytając książkę, uczestnicząc w spotkaniu albo prowadząc samochód, myślami jesteśmy zupełnie gdzie indziej. O takich sytuacjach mówi się, że umysł „odpłynął”. Psychologowie szacują, że epizody błądzenia myślami mogą zajmować nawet połowę naszego życia na jawie. Przez lata zjawisko to kojarzono przede wszystkim z rozproszeniem uwagi i spadkiem efektywności poznawczej. Ale czy w takich chwilach mózg rzeczywiście „zwalnia”? A może dzieje się coś dokładnie odwrotnego?
Odpowiedzi na to pytanie szukali naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego i Uniwersytetu w Bonn. Wyniki ich badań jasno pokazują, że gdy nasza uwaga odrywa się od otoczenia i myśli zaczynają błądzić, ludzki hipokamp – struktura odpowiedzialna za tworzenie wspomnień – nie przestaje intensywnie pracować. Zamiast tego przechodzi w odmienny sposób organizacji swojej aktywności, który może wspierać procesy związane z pamięcią.
Od dawna wiemy, że kiedy nasza uwaga odrywa się od wykonywanego zadania, pogarsza się nasze zachowanie. Znacznie mniej wiemy natomiast o tym, co w tym czasie dzieje się w mózgu. Dzięki bezpośrednim rejestracjom z ludzkiego hipokampu mogliśmy obserwować te procesy z bardzo dużą dokładnością – relacjonuje dr hab. Marcin Leszczyński z Katedry Kognitywistyki Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Aby zrozumieć, co dzieje się podczas takich chwil, badacze wykorzystali wyjątkową możliwość bezpośredniego rejestrowania aktywności ludzkiego hipokampu u pacjentów cierpiących na lekooporną padaczkę poddawanych diagnostyce neurochirurgicznej. Dzięki elektrodom wszczepionym do głębokich struktur mózgu mogli z milisekundową precyzją obserwować aktywność hipokampu podczas wykonywania zadania wymagającego utrzymywania uwagi. W trakcie eksperymentu uczestnicy byli również regularnie pytani o to, czy byli skupieni na zadaniu, czy ich myśli zaczęły błądzić, co pozwoliło bezpośrednio powiązać aktywność mózgu z ich subiektywnym doświadczeniem.
Szczególną uwagę poświęcono tzw. falom ripple (hippocampal ripples). To bardzo krótkie epizody zsynchronizowanej aktywności neuronów. Od ponad 30 lat uważa się je za jeden z najważniejszych mechanizmów odpowiedzialnych za utrwalanie wspomnień. Dotychczas badano je głównie podczas snu i odpoczynku, kiedy mózg porządkuje doświadczenia z minionego dnia. Znacznie mniej wiadomo o ich roli podczas codziennego funkcjonowania.
Wyniki pokazały, że fale ripple zachowują się inaczej w zależności od aktualnego stanu umysłu. Podczas gdy badani byli w pełni skupieni na wykonywanym zadaniu ripples, pojawiały się znacznie częściej. Kiedy jednak uczestnicy przestawali koncentrować się na wykonywanym zadaniu i ich myśli zaczynały błądzić, liczba fal ripple malała. Jednocześnie ich aktywność stawała się znacznie precyzyjniej zsynchronizowana z wolniejszymi rytmami hipokampu oraz z kory śródwęchowej – struktury odgrywającej kluczową rolę w tworzeniu i organizacji wspomnień.
Może to sugerować, że fale ripple nie pełnią jednej uniwersalnej funkcji. Gdy jesteśmy skoncentrowani na otoczeniu, częściej wspierają przetwarzanie bieżących informacji. Kiedy natomiast odpływamy od wykonywanego zadania, nasza uwaga kieruje się do wewnątrz i pojawia się błądzenie myślami, aktywność hipokampu staje się znacznie bardziej precyzyjnie skoordynowana z innymi strukturami układu pamięci, co może odzwierciedlać przejście do procesów związanych z utrwalaniem wcześniejszych doświadczeń.
Nasze wyniki pokazują, że hipokamp nie staje się po prostu mniej aktywny. Wręcz przeciwnie – jego aktywność staje się znacznie precyzyjniej skoordynowana z innymi strukturami układu pamięci. To sugeruje, że w chwilach, gdy nasza uwaga odrywa się od otoczenia, mózg nie zwalnia, lecz zmienia sposób przetwarzania informacji – wyjaśnia Leszczyński.
Wyniki zmieniają sposób, w jaki możemy myśleć o chwilach rozproszenia uwagi. Błądzenie myślami nie musi oznaczać po prostu osłabienia przetwarzania informacji. Kiedy myśli zaczynają błądzić, fale ripple pojawiają się rzadziej, ale te, które występują, są znacznie precyzyjniej skoordynowane z aktywnością układu pamięci. Oznacza to, że chwilowe odwrócenie uwagi od świata zewnętrznego może otwierać krótkie okna, w których hipokamp przechodzi od przetwarzania bieżących informacji do procesów związanych z wcześniejszym doświadczeniem.
To jedno z pierwszych badań pokazujących te zmiany bezpośrednio w ludzkim hipokampie. Wyniki pomagają lepiej zrozumieć biologiczne mechanizmy błądzenia myślami oraz funkcję fal ripple – jednego z najintensywniej badanych sygnałów elektrycznych mózgu. Mogą również otworzyć nowe kierunki badań nad pamięcią, starzeniem się mózgu i zaburzeniami neurologicznymi.
Mózg nie zajmuje się wyłącznie analizowaniem tego, co dzieje się tu i teraz. Równie ważne jest dla niego zachowanie przeszłych doświadczeń i wykorzystywanie ich do przewidywania przyszłości. Błądzenie myślami może być jednym z momentów, w których mózg przełącza się między tymi dwoma sposobami przetwarzania informacji – podsumowuje badacz UJ.
Wyniki badań polsko-niemieckiego zespołu ukazały się, na łamach czasopisma „Current Biology”.
Łukasz Wspaniały, źródło: UJ