Mi is az a helysejt, és mi változott?
Több évtizeden át úgy vélték, hogy az emlékek bizonyos helyekhez, tárgyakhoz kötötten az agy speciális, úgynevezett helysejtjeiben (place cells) tárolódnak. Ezek a hippokampuszban található neuronok mindig akkor aktiválódnak, ha az állat belép egy adott helyre – például hazaér a lakásába, vagy elhalad egy vízesés mellett a túraösvényen. Korábban az volt az uralkodó nézet, hogy ezek a mintázatok stabilak, vagyis a helysejtek térképet rajzolnak az agyban az ismerős helyszínekről, innen segítve a tájékozódást.
Érdemes kiemelni, hogy 2013-tól kezdődően néhány forradalmi kutatás ezt megkérdőjelezte. Új technológiák alkalmazásával kiderült, hogy a helyeket kódoló sejtek összetétele inkább folyamatosan változik. Noha egyes neuronok mindig reagálnak, összességében az aktív sejtcsoportok hétről hétre cserélődnek – ezt nevezték el „reprezentációs sodródásnak” (representational drift).
Minden változót kiiktattak – az emlékek mégis vándorolnak
A mostani kutatásban Dombeck és csapata olyan kísérletet állított össze, amelyben szinte minden zavaró tényezőt ki tudtak zárni. Az egerek egy mini futógéphez voltak kapcsolva, körülöttük monitorokon ugyanaz a virtuális labirintus jelent meg minden körben, pontosan ugyanolyan formában. Még az illatokat is kontrollálták: az egerek orra fölé tölcsért helyeztek, amelyen keresztül mindig ugyanazt a szagot kapták, a háttérben pedig egységes zajt sugároztak.
Az agyuk működését egy speciális ablakon át, fluoreszkáló jelanyag segítségével, valós időben figyelték meg. Mindez lehetővé tette, hogy ugyanazt az állatot többször, hosszabb időszak alatt vizsgálják.
A sodródás a stabil emlékekkel szemben
Mindazonáltal a várakozásokkal ellentétben a kutatók azt tapasztalták, hogy még ebben a steril, azonos környezetben is csak a sejtek 5–10 százaléka viselkedett hagyományos helysejtként — vagyis ezek minden alkalommal egyszerre „világítottak fel”. Ezek a sejtek nemcsak stabilak voltak, hanem izgalmi szintjük is jóval magasabb volt az átlagnál. Az izgalmi szintjük alapján előre meg lehetett jósolni, mely sejtek fognak a legkevésbé sodródni, míg a kevésbé izgalmas neuronok szinte állandóan cserélődtek.
De vajon miért alakult ez így? Felmerül a gyanú, hogy ez a sodródás segít elkülöníteni az egymáshoz nagyon hasonló, de mégis eltérő élményeket. Így vagyunk képesek arra, hogy ugyanazon helyet újra és újra felkeressük (például iskolába vagy munkahelyre menet), de mégis megkülönböztessük és külön emlékezzünk minden egyes alkalomra. A sodródással az agy egyfajta „időkapcsot” is teremt az emlékek között.
Csak az epizodikus emlékeket érinti – öregedéssel gyengül?
Ebből adódóan főként az epizodikus, tehát konkrét helyhez és időhöz kötött személyes emlékeknél lehet szerepe a sodródásnak. Más jellegű tudás – például a mozgásos beidegződések vagy eljárások – vélhetően másféle módon szerveződik az agyban.
A vizsgálatnak vannak korlátai: egyszerre csak az egér hippokampuszának mintegy 1 százalékát tudták megfigyelni, de feltételezhető, hogy az egész területen hasonló folyamat játszódik le. Persze az egérkísérletek ritkán jelentik automatikusan, hogy az embernél is pontosan minden úgy működik, de a kutatók szerint a folyamat nagyon is hasonlónak tűnik.
Érdekes szempont, hogy a hippokampusz sejtjei az öregedéssel egyre kevésbé hozhatók izgalmi állapotba. Ez alapján nem kizárt, hogy az emlékek romlása időskorban részben azzal függ össze, hogy éppen a stabil emlékeket fenntartó kevés sejt veszít aktivitásából. Ha egyszer lehetségessé válik az idegsejtek izgalmi állapotának befolyásolása, akár a memória is megőrizhető lehet. Ez azonban még további kutatásokat igényel.
