Képzeljük el, hogy éppen a reggeli müzlinket kanalazgatjuk, és egyszer csak a plafonról egy pók hullik a tálba, de csak akkor vesszük észre, amikor a szánkhoz emeljük a kanalat. A következő napokban biztosan óvatosabban lapátoljuk majd a reggelit, de van olyan is, akinek egy ilyen élmény évekre elveszi a kedvét az aktuális ételtől.
A Dél-Kaliforniai Egyetem kutatói legutóbbi kutatásuk során gyakorlatilag élőben figyelték meg, mit történik egy élőlény agyában egy ilyen érzelmekkel terhelt emlék formálódásakor. A kutatók a Proceedings of the National Academy of Sciences oldalain publikálták eredményeiket, vagyis egy laboratóriumi hal emlékképződésének folyamatát, mikroszkóp alatt, fluoreszcens zölddel jelenítve meg az eseményeket. A kutatócsoport a korábbi vonatkozó vizsgálatok alapján azt várta, hogy az emlék kódolása az idegi architektúra kismértékű módosítása révén valósul meg. A valóságban azonban az idegi kapcsolatok jelentős átrendeződésének voltak tanúi.
A látottak megerősítik azt a nézetet, hogy az emlékképzés nagyon komplex folyamat, illetve az sugallják, hogy az emlék típusa nagyban befolyásolhatja a kódolás módját. Ez egyben azt is megmagyarázná, hogy miért van az, hogy bizonyos emlékeket gyorsan elfelejtünk, míg más, traumatikusabb élményektől évek múltával sem tudunk szabadulni.
„Lehetséges, hogy amit most látunk az az agy szilárdtest-meghajtója”
– mondja Scott Fraser kvantitatív biológus, a kutatócsoport egyik tagja. Míg az agy egyes emléktípusokat könnyebben törölhető formában tárol, elképzelhető, hogy a félelem által vezérelt élmények kódolása tartósabb, robusztusabb. Ezért lehetséges, hogy egyesek a traumatikus emlékeket évek múltával is úgy idézik fel, mint újraélnék a félelmetes élményt.
Ahol a félelem lakik
Az emlékezet működését az elmúlt évek során a legtöbb esetben a kéregben és a hippokampuszban vizsgálták, a mélyebb struktúrák, így a félelem központjaként nyilvántartott amigdala ritkábban kerülnek terítékre. Az amigdala azért is érdekes, mert ez felel az asszociatív emlékekért, vagyis azokért, amelyek távoli dolgokat kapcsolnak össze, például a müzlit és a pókot. Bár ez a típusú emlék nagyon gyakori, formálódásának folyamatáról nagyon keveset tudni, nem utolsó sorban azért, mert az agy egy nehezen hozzáférhető részén zajlik.
Fraser és kollégái a zebradániókhoz fordultak az anatómiai akadályok legyűrése és az asszociatív emlékképzés folyamatának részletes megfigyelése érdekében. A halaknak ugyan nincs amigdalájuk, de rendelkeznek egy hasonló régióval, a palliummal, ahol az ő asszociatív emlékeik formálódnak. A pallium nagy előnye, hogy kutatási szempontból hozzáférhetőbb az emlősök amigdalájánál. Ahogy Fraser mondja, míg az emlős agy lufiként fúvódik fel a fejlődő egyedekben, a zebradániók agya kifordul, mint egy szem pattogatott kukorica, így a mélyebb struktúrák egyre közelebb kerülnek a felszínhez. A zebradániók lárvái ráadásul áttetszőek, így egyenesen bele lehet látni az agyukba.
Az idegkutatók abban nagyjából egyetértenek, hogy az emlékek a neuronok közti szinaptikus kapcsolatok módosítása révén formálódnak.
A legtöbben azonban mostanáig úgy vélték, hogy ezek a módosítások aprók, egy kicsit módosul egy-egy kapcsolat erőssége, vagy hogy az egyik neuron mennyire képes stimulálni a szomszédját
– mondja Fraser.
A folyamat vizualizálása érdekében a kutatók génmódosítással olyan halakat hoztak létre, amelyek idegsejtjein a szinapszisok fluoreszcens fehérjékkel voltak megjelölve. Ez a jelzőprotein lézerrel megvilágítva fluoreszkál, és egy speciális mikroszkóp alatt megfigyelhető. Mindezt ráadásul úgy tudták megvalósítani a kutatók, hogy az élő halak agyát nézték működés közben, olyan kevés fény mellett, ami nem károsította az állatok szöveteit. A megfigyelések során nemcsak a szinapszisok helyét sikerült megjeleníteni, de azok erősségének változását is meg tudták figyelni, a jobban fluoreszkáló helyek erősebb szinaptikus kapcsolatokat jeleztek.
Agyi SSD?
Az asszociatív emlékképzés beindításához Fraser és társai arra kondicionálták a hallárvákat, hogy a fényt kellemetlen meleggel kapcsolják össze, hasonlóan ahhoz, ahogy Pavlov kísérletében a kutya fejében összekapcsolódott a csengő hangja és a táplálék képzete, és a csengőre beindult a nyálelválasztás. A zebradániók megtanulták, hogy ha fényt látnak, az ellenkező irányba kell úszni. Aztán rögzítették a fejüket, így csak testük mozgásával tudták jelezni a tanult viselkedést. A kutatók a tanulás előtt és utána is megvizsgálták a palliumot, és összevetették a szinapszisok elhelyezkedését és erősségét.
A várakozásokkal ellentétben a szinaptikus kapcsolatok erőssége alig változott a tanulás nyomán, viszont a kapcsolatok helye jelentősen átalakult. Egyes szinapszisok megszűntek, míg más helyeken kapcsolatok létesültek.
Egyes korábbi kutatások során már utaltak jelek arra, hogy az emlékek szinaptikus kapcsolatok létrejötte és megszűnése révén is kódolódhatnak, de az új vizsgálat élőben és egy élő agyon igazolja ezt, azt sugallva, hogy az emlékképzés ezen módja gyakoribb és fontosabb lehet a vártnál.
Fraser és társai úgy sejtik, hogy a váratlan mértékű szinaptikus átrendeződés az emlék típusához köthető, vagyis az eddig kevéssé vizsgált asszociatív emlékeket egyszerűen másként kódolja az agy, főleg ha félelem is köthető hozzájuk. A vizsgált emléktípus valószínűleg a legerősebb emlékfajta, amin a túlélés múlik, így nagyon erősen kódolódik az agyban, mondja Fraser.
Ami azonban a félelemmel kapcsolatos emlékek kódolására megfelel, az nem biztos, hogy a legjobb módja a többi emlék elraktározásának. Egy új ismerős nevének megjegyzéséhez például nem biztos, hogy érdemes szinapszisok megszüntetni és újakat létrehozni, így az ilyen emlékeket máshogy a szinapszisok erősségébe kódolja az agy. Fraser és társai azt remélik, hogy eredményeik és további kutatásaik az agy működésének megértésén túl olyan területeken is praktikusak lehetnek, mint a poszttraumás stressz szindróma működésének megértése és esetleges kezelése.
Az sem kizárt ugyanakkor, hogy az emlékek erős kódolása a zebradániók korából is adódik, mondják a független szakértők. Az egyedfejlődés kérdéses szakaszában eleve nagyon jelentős szinaptikus átrendeződések zajlanak, így lehet, hogy ha felnőtt halakon végeznék el ugyanezt a vizsgálatot, kevésbé lenne látványos a kapcsolatok áthelyeződése. Vagyis lehet, hogy a fiatal lárvák agya egyszerűen azért képzi így az emlékeket, mert erre a folyamatra van ráállva, de később máshogy alakul a folyamat.
***
A kutatók a következő időszakban más, nagyobb agyú fajokon is vizsgálni szeretnék az asszociatív emlékek képződését, és azt is, hogy a zebradániókban hogyan szilárdulnak meg a kevésbé traumatikus emlékek. Fraser szerint továbbra is nagyon valószínű, hogy az emlékek megőrzése nagyon sokféle módon történik az agyban, a legfőbb kérdés így az, hogy mi a rendszere az egésznek, vagyis mi alapján raktározódik egyik emlék így, a másik úgy, és mit jelent mindez az emlékezet működése szempontjából.
