Hipokamp: Pamięć Służy Przewidywaniu Przyszłości, a Nie Tylko Archiwizacji Przeszłości

Najnowsze ustalenia naukowe sugerują, że system pamięci mózgu, którego kluczowym elementem jest hipokamp, fundamentalnie funkcjonuje w celu antycypowania nadchodzących zdarzeń, a nie wyłącznie jako repozytorium minionych doświadczeń. Ta perspektywa niesie ze sobą głębokie implikacje dla zrozumienia funkcji poznawczych oraz mechanizmów leżących u podstaw chorób neurodegeneracyjnych. Hipokamp, struktura anatomiczna przypominająca kształtem konika morskiego, tradycyjnie kojarzony jest z zapamiętywaniem i orientacją przestrzenną, a jego nazwa pochodzi od greckich słów oznaczających konia i stworzenie morskie.

Sedno tej koncepcji polega na tym, że pamięć, zwłaszcza w obrębie hipokampa, aktywnie uczy się przewidywać sekwencje zdarzeń, nieustannie aktualizując wewnętrzny model świata na podstawie błędów predykcji. Badanie to, kierowane przez neurobiologa Marka Brandona, podważa utrwalony pogląd o pamięci jako pasywnym magazynie danych historycznych. Dr Mark Brandon, profesor stowarzyszony psychiatrii na McGill University i badacz w Douglas Research Centre, podkreśla, że model ten nie jest statyczny, lecz modyfikowany w miarę uczenia się mózgu na podstawie rozbieżności między oczekiwaniami a rzeczywistością.

Eksperymenty, przeprowadzone przez zespół z Brandon Lab na McGill University we współpracy z Harvard University, dostarczyły dowodów na ten predykcyjny mechanizm. Naukowcy monitorowali aktywność neuronalną hipokampa u myszy podczas zadań uczenia się związanych z nagrodą, wykorzystując zaawansowane techniki obrazowania. Początkowo, szczyt aktywności neuronowej zbiegał się z momentem otrzymania nagrody, jednak z biegiem tygodni, ten szczyt przesuwał się w czasie do przodu, pojawiając się jeszcze przed dotarciem zwierzęcia do celu. Ta zaobserwowana zmiana temporalna dowodzi, że neurony zaczynają aktywować się w momencie, gdy mózg antycypuje wynik, co stanowi korelat neuronalny dla procesów wcześniej rozumianych jako abstrakcyjne koncepcje psychologiczne.

Ta nowa perspektywa ma istotne znaczenie kliniczne, szczególnie w kontekście chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera, która silnie dotyka hipokamp. W przypadku Alzheimera, problemem może być nie tylko utrata zdolności do zapamiętywania przeszłości, ale przede wszystkim utrata zdolności do uczenia się na podstawie doświadczeń i przewidywania konsekwencji. Zakłócenie tej funkcji predykcyjnej może tłumaczyć wczesne trudności w podejmowaniu decyzji i uczeniu się obserwowane u pacjentów. Choroba Alzheimera jest najczęstszą, nieodwracalną, postępującą chorobą neurozwyrodnieniową.

Zrozumienie, że pamięć jest mechanizmem służącym do nawigacji w przyszłości, otwiera nowe ścieżki terapeutyczne, które mogłyby koncentrować się na przywracaniu mózgowi zdolności do aktualizacji jego modelu świata i minimalizowania błędów predykcji. Praca ta, opublikowana w czasopiśmie Nature, stanowi istotny krok naprzód, przekształcając abstrakcyjne pojęcia psychologiczne w mierzalne mechanizmy neuronalne. Odkrycia te ujawniają, że choć kod kontekstowy w hipokampie ulega długoterminowym zmianom, sieć ta zachowuje spójną reprezentację kontekstu, co pozwala na niezawodne wydobywanie informacji kontekstowych przez dłuższy czas. Ta zdolność do ciągłej aktualizacji i predykcji jest kluczowa dla adaptacji organizmu do dynamicznie zmieniającego się środowiska.