Veda a výskum

Vedci prevrátili doterajšie znalosti naruby. Odhalili, ako si uchovávame informácie v pracovnej pamäti

Nová štúdia z MIT odhaľuje tajomstvá pracovnej pamäte, vďaka ktorej si vieme v hlave držať až niekoľko vecí naraz.

Zamýšľali ste sa niekedy nad tým, ako je možné, že si dokážeme udržať v pamäti heslo alebo myšlienku, dokým ju nebudeme potrebovať o malú chvíľu neskôr? Rovnaká otázka trápila vedcov už celé desaťročia, no nedávno sa výskumníkom z inštitútu MIT podarilo nájsť odpoveď.

Vo svojej práci publikovanej 22. decembra 2022 sa vedci zamerali na to, ako funguje naša pracovná pamäť. V rámci nej porovnali výsledky z experimentu, počas ktorého zviera vykonávalo určitú činnosť, ktorá sa spája práve s funkčnou pamäťou. Následne tieto merania porovnali s rôznymi počítačovými modelmi reprezentujúcimi dve odlišné teórie.

Odoberajte Vosveteit.sk cez Telegram a prihláste sa k odberu správ
aktivita mozgu a kratkodoba pamat
Zdroj: mit.edu, Výskumníci porovnali výstup (aktivita v hornej časti a presnosť dekodéra v spodnej časti) spojený so skutočnými neurónovými údajmi (ľavý stĺpec) a niekoľkými modelmi pracovnej pamäte vpravo. Tie, ktoré sa najviac podobali skutočným údajom, boli modely „PS“ s krátkodobou synaptickou plasticitou.

Výsledky tohto experimentu silno poukazujú na to, že pracovná pamäť funguje na základe dočasných zmien v tom, ako sú neuróny v mozgu poprepájané. Ide o novšiu teóriu, ktorá sa stavia proti dlho zaužívanej predstave. Podľa starších teórií sú neurónové prepojenia alebo inak aj synapsie, pevné a trvalo aktívne. Výskumníci ich prirovnali k motoru v neutrále.

Štúdia z MIT však mala komplikovanú úlohu. Obe skúmané teórie umožňujú to, aby sme dokázali držať informáciu v pracovnej pamäti. Len druhá verzia, teda že synapsie sa môžu na krátku dobu zmeniť, odrážala mozgovú aktivitu pozorovanú v praktických podmienkach.

„Teória o tom, že neuróny sú neustále zapnuté na to, aby ukladali spomienky, je jednoduchšia. Neodráža však to, čo sa reálne v mozgu deje a nedokáže napodobniť sofistikovanú flexibilitu myšlienky, ktorá sa objavuje ak sú synapsie krátkodobo plastické,“ vyjadril sa jeden z autorov výskumu, Earl K. Miller.

Ako funguje pracovná pamäť?

Synapsie musia byť plastické, aby mohla naša pracovná pamäť fungovať so slobodou, akú môžeme v reálnom svete pozorovať, vysvetľujú autori výskumu. Ak by pracovná pamäť fungovala len na základe aktivity, potom by bola jednoduchá ako vypínač svetla, no to sa nedeje. Vedci predpokladajú, že pracovná pamäť je rovnako dynamická ako naše myšlienky. Kľúčom pre tento výskum bolo zosúladenie počítačového modelu s pozorovaniami z reálneho sveta.

„Väčšina ľudí si zastáva názor, že pamäť sa „deje“ v neurónoch. Nepretržitá neurónová aktivita vedie k nepretržitým myšlienkam. V poslednej dobe táto teória dostala istú mieru kritiky, pretože nesedí s tým, čo v reálnom svete pozorujeme,“ vysvetľuje spoluautor, Leo Kozachkov.

Pomocou neurónových sietí, ktorým umožnili krátkodobú synaptickú plasticitu, dokázali prísť na to, že synapsie môžu predstavovať miesto, kde naša pracovná pamäť operuje. Štúdia však chcela zistiť základy toho, ako táto pracovná pamäť vlastne funguje. Preto v rámci experimentu sledovali elektrické signály v mozgu zvieraťa počas toho, ako sa hralo hru zameranú práve na tento druh pamäti. V rámci hry sa zvieraťu ukázal obrázok, ktorý po chvíli zmizol. Následne sa zobrazili dva obrázky a zviera sa muselo pozrieť na ten pôvodný, aby dostalo odmenu.

Výsledok štúdie je však jasný. Ak si potrebujeme niečo udržať v pracovnej pamäti, synapsie nášho mozgu sa môžu na krátku dobu zmeniť, aby nám v tejto úlohe pomohli. Zaujímavosťou výskumu je aj to, že človek si v pracovnej pamäti dokáže udržať až štyri odlišné veci.

Prihláste sa k odberu správ z Vosveteit.sk cez Google správy
Tagy
Zobraziť komentáre
Close
Close