Ovaj novi pristup razumijevanju načina na koji mozak funkcionira pokazuje dosad neotkrivenu plastičnost koja bi mogla pomoći u pronalaženju novih načina liječenja Alzheimerove bolesti.
Više od deset godina laboratorij pod vodstvom neurobiologa Marka Brandona pokušava ostaviti traga u sjećanju ljudi. Ova se rečenica, iako pomalo imaginarna, može shvatiti doslovno, budući da se istraživački tim od početka fokusirao na proučavanje neurofizioloških mehanizama koji dovode do stvaranja sjećanja. Do sada je ovo putovanje bilo puno uzbudljivih istraživanja koja su nedavno završila člankom za objavu u časopisu Nature. Članak bi mogao promijeniti naše razumijevanje mozga i mehanizama učenja.
Studija se fokusira na područje mozga koje se naziva hipokampus. Ova struktura u obliku morskog konjica omogućuje nam povezivanje karti fizičkog prostora u kojem živimo s našim prošlim iskustvima kako bismo razumjeli svijet oko nas. Ove karte nisu statične; mijenjaju se tijekom vremena kako se iskustva gomilaju, što se odražava na aktivnost mozga.
Sam Mark Brandon to ovako opisuje: „Hipokampus se često naziva unutarnjim modelom svijeta u mozgu. Vidimo da ovaj model nije statičan, već se svakodnevno ažurira kako mozak uči iz grešaka u predviđanju.“
Primjerice, ako se penjemo uz stepenice gdje je jedna stepenica nešto viša od ostalih, vjerojatno ćemo se spotaknuti prvi, drugi i treći put. No, deseti put kada se penjemo tim istim stepenicama, aktivnost mozga već nas priprema na potrebu da podignemo nogu više upravo na tom mjestu.
Hipokampus je uključen u više procesa nego što se dosad mislilo.
Međutim, Brandonov laboratorij otkrio je da neuroni hipokampusa ne samo da uče na temelju situacija, već se također, kada naiđu na poznatu situaciju, aktiviraju unaprijed kao odgovor na ono što predviđaju da će se dogoditi.
Brandon objašnjava: „Kada ishodi postanu predvidljivi, hipokampalni neuroni počinju reagirati ranije jer znaju što će se sljedeće dogoditi.“
Kako bi proučili ovaj fenomen, članovi njegova tima bilježili su aktivnost hipokampusa laboratorijskih miševa tijekom treninga koji su uvijek završavali nagradom. Koristili su metodu koja osvjetljava aktivne neurone poput žarulja, omogućujući im da u stvarnom vremenu vide koji dio mozga miš koristi u određenom trenutku.
„Ono što smo pronašli bilo je pravo iznenađenje“, rekao je Brandon. „Neuronska aktivnost, koja je u početku dosegla vrhunac u trenutku primanja nagrade, postupno se pomaknula na raniji trenutak. Do kraja eksperimenta, vrhunac aktivnosti bio je prisutan čak i prije nego što su miševi primili nagradu.“
Moderna verzija Pavlovljevih pasa
Ovaj eksperiment podsjeća na poznati pokus koji je Ivan Pavlov proveo sa svojim psima. Pavlov je trenirao pse tako da bi zazvonio zvonom prije nego što bi im dao hranu. S vremenom su psi počeli povezivati zvuk zvona s dolaskom hrane.
Naposljetku, samo zvono bilo je dovoljno da se psima počne lučiti slina, iako hrana još nije bila prisutna.
Otkrića Brandonova laboratorija omogućuju nam da identificiramo specifične neuronske strukture i procese koji stoje u osnovi ovakvog tipa učenja. Ovo se naziva učenje temeljeno na nagradi i predstavlja temelj moderne psihologije.
Zahvaljujući ovom eksperimentu možemo zaključiti da je hipokampus usko povezan s učenjem te da može igrati ključnu ulogu u liječenju kognitivnih poremećaja.
Jasan primjer su pacijenti s Alzheimerovom bolešću, osobito u ranim fazama. Iako se bolest najčešće povezuje s gubitkom sjećanja, novija istraživanja pokazuju da pacijenti imaju i ozbiljne poteškoće u učenju iz vlastitog iskustva te donošenju odluka.
To bi moglo biti povezano s oštećenjem hipokampusa, što otvara vrata razvoju učinkovitijih terapijskih pristupa u budućnosti.
