Ups, czyli jak nasz mózg zdaje sobie sprawę z tego, że popełnił błąd
Jak to się właściwie dzieje, że gdy się pomylimy, jesteśmy w stanie uświadomić sobie błąd i go po chwili skorygować? Nie mam tu na myśli poprawiania cudzych błędów, ale własnych. Budujemy skomplikowane urządzenia, i rzadko które ma taką funkcję – uświadamianie sobie własnych pomyłek i korygowanie ich.
Tę unikalną właściwość naszych mózgów próbują od lat rozgryźć badacze funkcji naszego najważniejszego organu, ponieważ reprezentuje on rzadką dla niego umiejętność: pewną samoświadomość własnych funkcji. W jakiś sposób potrafi on się zorientować, że popełniliśmy błąd (np. przypominając sobie coś) i ten błąd naprawić.
Hipoteza mówiąca o tym jak to się dzieje, ma już ponad 20 lat. Badania, które niedawno zakończyły się sukcesem, trwały zaś ponad osiem lat i przeprowadzone były w RIKEN-MIT Center for Neural Circuit Genetics. Układ neuronów odpowiedzialny za tą ciekawą funkcję nazwany został przez badaczy „ups!”.
Opublikowane w Cell wyniki badań potwierdzają hipotezę niemieckiego naukowca Wolfa Singera, pochodzącą z 1993 roku. Według Singera, do wewnętrznej weryfikacji wyników uzyskiwanych z pamięci służą fale gamma. Ma w tym udział proces zwany pamięcią roboczą.
W 2006 roku zespół pracujący w MIT (Massachusetts Institute of Technology) pod kierownictwem laureata Nagrody Nobla - Susumu Tonegawy, rozpoczął pracę nad pamięcią u myszy. Tresowali zwierzęta w labiryntach z miejscami, w których musiały one podjąć decyzję – skrzyżowaniami w kształcie litery T. Po jednej stronie – zawsze tej samej – czekała nagroda w formie jedzenia.
Czasami zdarzało się, że mysz zaczynała iść w jednym kierunku, potem zatrzymywała się i odwracała, jakby przypomniawszy sobie właściwy kierunek. Jeden z badaczy, Jun Yamamoto, zaintrygowany, zapisał to w notatniku, jako „ups”.
Następnie czekał na tą konkretną sytuację, aby zaobserwować, co dzieje się wtedy w mysich neuronach. Odnotował dużą aktywność fal gamma tuż przed „momentem ups”. Fale gamma pojawiały się również w momencie wyboru kierunku, ale nie wtedy, gdy mysz wybrała niewłaściwy kierunek i nie zauważyła swojej pomyłki.
Krytycznym eksperymentem była… blokada fal gamma, aby zobaczyć czy mysz nie będzie wtedy w stanie korygować swoich pomyłek. Aby tego dokonać, wyhodowano myszy zmodyfikowane genetycznie, którym dodatkowo wszczepiono światłowód w odpowiednie miejsce w mózgu. (Nikt nie powiedział, że los laboratoryjnej myszy jest łatwy.)
Dzięki modyfikacji genetycznej myszy wyposażone były w białko aktywowane światłem, które powstrzymywało aktywność gamma. Mysz nie była w stanie wykonać żadnej prawidłowej decyzji (jak pamiętamy, aktywność gamma towarzyszyła również podejmowaniu decyzji, nie tylko jej korygowaniu).
Badania takie skupiają się na fascynującej właściwości naszego mózgu, zwanej metapoznaniem (metacognition) – czyli myśleniem nad myśleniem, lub meta-analizą procesów myślowych. Jak się okazuje, każdy z nas ma wbudowany system kontrolny, analizujący poprawną pracę procesów myślowych. Jak wiemy, czasami ona się rozregulowuje (przy np. chorobach wieku starczego), a więc dokładna znajomość tej mechaniki może dać nadzieję w wielu, nieuleczalnych dotąd, chorobach.
Zdjęcie główne pochodzi z Shutterstock
