Agyunk csikóhala, a hippokampusz, segít abban, hogy pontosan arra emlékezzünk, amit olvastunk

A hippokampusz – egy mindössze 3–5 centiméter hosszú agyterület, amely nevét csikóhalszerű alakjáról kapta – korábbi kutatások alapján képes arra, hogy egymáshoz nagyon hasonló képeket egymástól megkülönböztethető módon kódoljon. Ezt a specifikus kódolási mechanizmust a kutatók mintázatelválasztásnak hívják. A HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont Agyi Képalkotó Központjának, valamint a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont Wigner Adatközpontjának kutatói friss kutatásukban megmutatták, hogy a hippokampális mintázatelválasztás jelentés alapján is működik: ez teszi lehetővé, hogy emlékezetünk a hasonló jelentésű szövegeket is elkülönítse egymástól.

Hogyan működik az epizodikus és a szemantikus emlékezet?

Általában kétféle emlékezeti rendszert különböztetünk meg. A világról szerzett tudásunkat – például azt, hogy Párizs Franciaország fővárosa – szemantikus emlékezetnek nevezzük. Arra viszont személyes élményként emlékszünk, hogy kivel, mikor és milyen időben jártunk Párizsban – ezt nevezzük epizodikus emlékezetnek.

A hippokampusz szerepe az epizodikus emlékezetben az 1950-es évek óta ismert, amikor az első – epilepsziás tünetek enyhítése céljából végzett – kétoldali hippokampusz-eltávolítást végezték. Az azóta híressé vált Henry Molaison – és több, hasonló műtéten átesett személy – jól tudott kommunikálni és gondolkodni, figyelme megfelelően működött, és nem voltak mozgási vagy érzékelési nehézségei. Arra azonban nem tudott élményszerűen emlékezni, hogy akár csak röviddel korábban mi történt vele: meg tudott tanulni új készségeket, de arra, hogy ki, mikor és hogyan tanította meg ezekre, már nem emlékezett.

Egészen a közelmúltig a jelentés emlékezeti feldolgozását ezzel szemben külön, elsősorban nyelvi és a szemantikus emlékezethez tartozó folyamatként írták le a kognitív tudósok.

„Kutatásunk újdonsága, hogy az epizodikus és szemantikus emlékezeti rendszer által közösen használt agyi műveletet azonosít, amelyet a hippokampuszon belül egy parányi agyterület valósít meg” – hangsúlyozta Dr. Keresztes Attila, a HUN-REN TTK tudományos főmunkatársa, valamint az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Pszichológiai Intézetének adjunktusa.

Így vizsgálták, hogyan kódolja az agy a hasonló szókapcsolatokat

A kísérletben 30 egészséges fiatal felnőtt vett részt, akik először szókapcsolatokat olvastak, például azt, hogy „egzotikus állatkert”. Eközben mindössze azt kérték tőlük a kutatók, hogy döntsék el, szerepeltetnék-e az adott kifejezést egy képzeletbeli újságban, amelyet ők szerkesztenek.

Ezután meglepetésszerű emlékezeti feladatot kaptak: ismét szókapcsolatokat láttak – néha ugyanazokat, amelyeket már korábban is, máskor ezekhez nagyon hasonlókat, például „egzotikus állatkert” helyett „különleges állatkert” –, és azt kellett eldönteniük, hogy az adott kifejezést pontosan ugyanebben a formában látták-e már.

Mindeközben a résztvevők agyáról nagy felbontású funkcionális mágneses rezonanciás képalkotással (fMRI; az angol functional magnetic resonance imaging rövidítése) készítettek felvételeket, hogy megvizsgálják, eltérő módon kódolja-e a hippokampusz az egymáshoz hasonló kifejezéseket.

A kutatók a hippokampuszon belüli alterületeket is elkülönítették egymástól egy nagyon nagy felbontású anatómiai felvétel segítségével, amelyen a hippokampusz tekervényét követve kirajzolódnak az egyes alterületekre jellemző szöveti sajátosságok. Az azonosított aktiváció leginkább a gyrus dentatus nevű alterületen jelent meg, összhangban annak feltételezett mintázatelválasztó szerepével.

Fontos volt továbbá, hogy a szókapcsolatokat fele-fele arányban úgy válogatták a kutatók, hogy jelentésük egymáshoz való hasonlósága közeli vagy távoli legyen. „Ezt egy magyar nagy nyelvi modell segítségével tudtuk mérni, amelyben a szavak hasonlósága egy számértéket vesz fel, amit az alapján számol a modell, hogy milyen gyakran látja egymás mellett, illetve egymáshoz hasonló szövegkontextusban a szavakat” – nyilatkozta Ilyés Alex, a HUN-REN TTK tudományos segédmunkatársa, valamint az ELTE Pszichológiai Intézet egyetemi tanársegédje.

Az erősebb mintázatelválasztás pontosabb emlékezéssel járt együtt

Az eredmények szerint azok a résztvevők, akiknek a hippokampusza erősebb mintázatelválasztásra utaló jeleket produkált az fMRI-ben, jobban tudták eltérő módon kódolni az egymáshoz hasonló szókapcsolatokat. Ennek köszönhetően később az emlékezeti teszten is jobban meg tudták különböztetni a már látott kifejezéseket az új, de nagyon hasonló kifejezésektől. Az eredmény még meglepőbb, ha figyelembe vesszük, hogy a résztvevők a kódoláskor nem tudták, hogy később az emlékezetüket fogják tesztelni.

Bár hétköznapi értelemben az emlékezés akkor történik, amikor felidézzük a korábban tapasztaltakat, az emlékezés pontosságát már az meghatározza, hogyan kódoljuk az információt. Ilyés Alex és kollégái kutatása a kódoláskor működésbe lépő, az emlékek pontosságát biztosító mintázatelválasztási folyamat jobb megértését segíti.

Eredményeik szerint a hippokampusz nagyon sokféle egyedi, precíz emlék létrehozásában vesz részt: még akkor is dolgozik a mintázatok szétválasztásán, amikor csak olvasunk, és az agyunk látszólag „pusztán” nyelvi feldolgozást végez. Így tehát, ha ennek a cikknek a tartalmát később szó szerint mesélnénk tovább ismerőseinknek, a pontosságunkon az fog igazán segíteni, ha olvasás közben megbízhatóan dolgozott a hippokampuszunk.

A kutatás további részletei kapcsán a kutatók az ELTE Természettudományi Karának „Science” elnevezésű podcastjében beszélgettek.