Το εγκεφαλικό παιχνίδι της μνήμης με τη λήθη

Τεχνολογικές παρομοιώσεις της μνήμης

ΜΗΧΑΝΕΣ ΤΟΥ ΝΟΥ 12.10.25 10:15

Σπύρος Μανουσέλης

Πώς η δημιουργικότητα της μνήμης υπερβαίνει την καταστροφικότητα της λήθης; Για τους αρχαίους Ελληνες οι αναμνήσεις «αποτυπώνονται» μέσα μας όπως τα γράμματα σε μια κέρινη πλάκα. Κατά τον Μεσαίωνα, η κυρίαρχη μεταφορά για τη μνήμη ήταν η περγαμηνή, ενώ μετά την επινόηση της τυπογραφίας την παρομοίασαν με τυπωμένο βιβλίο. Πιο πρόσφατα, επικράτησαν διαδοχικά άλλες τεχνολογικές μεταφορές της μνημονικής λειτουργίας: η φωτογραφική μηχανή, η μηχανή λήψεως, η βιντεοκάμερα και ο σκληρός δίσκος των υπολογιστών.

Για να δώσουμε ένα νόημα στο παρόν μας ή για να σχεδιάσουμε το μέλλον μας, οφείλουμε διαρκώς να ανατρέχουμε στα μνημονικά εγγράμματα του παρελθόντος. Καμία άλλη νοητική λειτουργία μας δεν παίζει τόσο αποφασιστικό ρόλο στη διαμόρφωση της προσωπικής μας ταυτότητας και στη συγκεκριμενοποίηση της αφηρημένης έννοιας του «εαυτού» όσο η μνήμη. Πώς όμως εξηγούν οι σύγχρονες επιστήμες του εγκεφάλου τις αδιαφανείς -και φαινομενικά ανταγωνιστικές-, αλληλένδετες διεργασίες της μνήμης και της λήθης;

Γιατί ορισμένες πληροφορίες χαράσσονται βαθύτερα στη μνήμη μας από ό,τι άλλες; Πώς μπορέσαμε να ξεχάσουμε τα γενέθλια του/της συντρόφου μας; Και γιατί με την πάροδο του χρόνου ή έπειτα από μια σοβαρή νευρολογική ασθένεια μειώνεται δραματικά η ικανότητά μας τόσο να απομνημονεύουμε νέες όσο και να ανακαλούμε παλαιότερες μνημονικές πληροφορίες; Τις απαντήσεις σε αυτά τα πανανθρώπινα και πολύ βασανιστικά ερωτήματα η σύγχρονη Νευροεπιστήμη τις αναζητά πλέον μέσα στους νευρωνικούς δαιδάλους του εγκεφάλου μας. Και αυτό γιατί όλοι οι νευροεπιστήμονες είναι πλέον πεπεισμένοι ότι τα μυστικά της εγγραφής, της διαγραφής και της επιλεκτικής ανάσυρσης των μνημονικών πληροφοριών διαφωτίζονται και εξηγούνται επαρκώς αφενός από τις βιοχημικές και τις κυτταρικές δομές του εγκεφάλου και αφετέρου από τη λειτουργική οργάνωση αυτής της πολύπλοκης «μηχανής του νου».

Συνήθως, περιγράφουμε τη «μνήμη» ως διττή νοητική λειτουργία: α) την ικανότητα να αποθηκεύουμε (για λιγότερο ή περισσότερο χρόνο) ορισμένες από τις αμέτρητες πληροφορίες που δεχόμαστε καθημερινά· και β) τη μεγαλύτερη ή μικρότερη ευχέρειά μας να ανασύρουμε αυτές τις πληροφορίες όποτε τις χρειαζόμαστε.

Εντούτοις, ακόμα και η στοιχειώδης αυτοπαρατήρηση θα αρκούσε για να μας πείσει ότι τέτοιες ασαφείς και γενικόλογες περιγραφές είναι εξόφθαλμα ανεπαρκείς. Ευτυχώς, τις τελευταίες δεκαετίες έχει σημειωθεί εντυπωσιακή πρόοδος τόσο στη μελέτη των μνημονικών φαινομένων όσο και στην κατανόηση της πραγματικής βιολογικής τους φύσεως και σημασίας.

Γονιδιακά και εγκεφαλικά «μνημονικά εγγράμματα»

Κάθε φορά που οδηγούμε το αυτοκίνητό μας ή όταν κάνουμε ποδήλατο σε μια γνώριμη πόλη δεν χρειάζεται να ανακαλούμε συνειδητά όλες τις πληροφορίας και τις γνώσεις που απαιτούνται για την ασφαλή εκτέλεση αυτών των πράξεων. Ολες οι απαραίτητες πληροφορίες -που στην πραγματικότητα είναι αμέτρητες!- βρίσκονται καταγεγραμμένες στον εγκέφαλό μας (αλήθεια, πού ακριβώς;) και εμείς μπορούμε να τις ανασύρουμε αυτομάτως από τη λεγόμενη άδηλη ή διαδικαστική μνήμη (implicit memory).

Αντίθετα, για να θυμηθούμε κάτι που διαβάσαμε στην εφημερίδα ή σε ένα βιβλίο, για να ανακαλέσουμε συνειδητά και να μιλήσουμε για κάτι που γνωρίζουμε ή έχουμε βιώσει συνειδητά, θα πρέπει να καταφύγουμε σε μια διαφορετική μορφή μνήμης, τη λεγόμενη έκδηλη ή δηλωτική μνήμη (explicit memory). Προφανώς, οι περισσότεροι από εμάς όταν μιλούν για «μνήμη» αναφέρονται αποκλειστικά σε αυτήν τη δεύτερη, πιο συνειδητή και λεκτική κατηγορία αναμνήσεων.

Και η κατάσταση περιπλέκεται ακόμα περισσότερο, διότι αν ορίσουμε ως «μνήμη» τη βιολογική ικανότητα καταγραφής, αποθήκευσης και ανάκλησης στο παρόν προγενέστερων πληροφοριών, γενετικά ή και σωματικά καταγεγραμμένων, τότε είναι σαφές ότι η μνημονική ικανότητα δεν αποτελεί καθόλου ένα αποκλειστικά ανθρώπινο προνόμιο! Αντίθετα, πρέπει να θεωρείται βέβαιο ότι η παρουσία μνημονικών ικανοτήτων αποτελεί θεμελιώδη προϋπόθεση για την ύπαρξη και την επιβίωση κάθε μορφής ζωής, από τα πρωτόζωα μέχρι τον άνθρωπο.

Και παρά τις τεράστιες διαφορές που υπάρχουν μεταξύ των διάφορων ζωικών ειδών ως προς την πολυπλοκότητα των εγκεφαλικών δομών και λειτουργιών της ιδιαίτερης σε κάθε ζωικό είδος μνήμης, αυτή αποτελεί ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα όλων των έμβιων συστημάτων: από τη «γενετική μνήμη» των βακτηριδίων μέχρι την ανάκληση των προσωπικών αναμνήσεων στον πολυδαίδαλο εγκέφαλο του Προυστ!

Γιατί, ωστόσο, ορισμένες αναμνήσεις διαρκούν περισσότερο, ίσως για όλη μας τη ζωή, ενώ άλλες εξαλείφονται πολύ γρήγορα; Γιατί π.χ. ξεχνάμε αμέσως τον αριθμό του τηλεφώνου που πήραμε πριν από λίγα λεπτά, ενώ θυμόμαστε πάντα την ημερομηνία γέννησής μας ή τον αριθμό του τραπεζικού λογαριασμού μας; Την απάντηση στο κρίσιμο αυτό ερώτημα θα πρέπει να την αναζητήσουμε στο εγκεφαλικό υπόστρωμα των μνημονικών φαινομένων. Το πώς κωδικοποιούνται και το πού ακριβώς παγιώνονται οι τρέχουσες εμπειρίες μας, αποτελούν δύο βασικά ερωτήματα της επιστημονικής διερεύνησης της μνήμης.

Σήμερα, χάρη στην πρόοδο των ερευνητικών μεθόδων των Νευροεπιστημών, έγινε σαφές ότι το πέρασμα από την πρόσκαιρη ή βραχύχρονη μνήμη στα μονιμότερα «αρχεία» της μακρόχρονης μνήμης εμπλέκει όχι μόνο σύνθετους νευροχημικούς μηχανισμούς, αλλά και την επανεγγραφή και τη δημιουργία νέων μνημονικών αποτυπωμάτων σε μεγάλο αριθμό νευρικών κυκλωμάτων, που βρίσκονται σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου.

Οι σύγχρονοι νευροεπιστήμονες κατάφεραν, μάλιστα, να αποκρυπτογραφήσουν τον ακριβή βιοχημικό-κυτταρικό μηχανισμό που ενεργοποιείται κατά την κωδίκευση μιας νέας πληροφορίας μέσα στο αχανές νευρωνικό δίκτυο του εγκεφάλου μας. Ετσι, ανακάλυψαν ότι κάθε μορφή μνήμης -είτε βραχύχρονη είτε μακρόχρονη- αποτυπώνεται στα μικροκυκλώματα του εγκεφάλου, τα οποία ανανεώνονται διαρκώς από τις αναδιατάξεις των διασυνδέσεων, δηλαδή των «συνάψεων» ανάμεσα στους νευρώνες ενός συγκεκριμένου εγκεφαλικού δικτύου.

Το εγκεφαλικό δίκτυο της ανθρώπινης μνήμης

 

 

 

Χάρη στις πολυετείς κλινικές μελέτες ασθενών που υποφέρουν από σοβαρές νευρολογικές παθήσεις ή διαταραχές της μνημονικής λειτουργίας (αμνησία) και, πιο πρόσφατα, χάρη στις απεικονιστικές τεχνικές παρακολούθησης της λειτουργίας -ή μάλλον της δυσλειτουργίας- του αμνησιακού εγκεφάλου έγινε εφικτός ο εντοπισμός και η ακριβής ανατομική χαρτογράφηση των φυσιολογικών μνημονικών λειτουργιών
 

Ηδη από το 1949, ο διάσημος νευροψυχολόγος Donald Hebb είχε προτείνει ως εικασία έναν φαινομενικά απλό κανόνα: οι νευρώνες που εκφορτίζουν μαζί και ταυτοχρόνως, έχουν την τάση να συνδέονται στενότερα μεταξύ τους. Ηταν μια τολμηρή επιστημονική υπόθεση για το πώς ο εγκέφαλος ενδέχεται να σχηματίζει το βασικό νευρωνικό υπόστρωμα της μνήμης, και για την επιβεβαίωσή της χρειάστηκαν πάνω από είκοσι χρόνια εργαστηριακών και κλινικών ερευνών!

Οσο για τον ακριβή μηχανισμό της διεργασίας απομνημόνευσης μέσω των αυξομειώσεων των συναπτικών διασυνδέσεων μεταξύ των νευρώνων και την αποφασιστική σημασία της τόσο στην οργάνωση όσο και στη σταδιακή πολυπλοκοποίηση των λειτουργιών του εγκεφάλου, έμελλε να αποκαλυφθούν από τις πρωτοποριακές έρευνες του νομπελίστα Ε. R. Kandel και της ομάδας του. Ετσι, διαπιστώθηκε ότι, ακόμα και σε πολύ απλούς οργανισμούς, οι νέες πληροφορίες αποθηκεύονται ως βραχύχρονη μνήμη χάρη στην «ευαισθητοποίηση», δηλαδή την αυξημένη ηλεκτροχημική δραστηριότητα στις συνάψεις μεταξύ ορισμένων νευρώνων, δηλαδή μεταξύ των νευρικών κυττάρων που από κοινού σχηματίζουν ένα νέο νευρωνικό κύκλωμα.

Αυτή η πρόσκαιρη μνημονική αποτύπωση σε ένα νέο νευρωνικό κύκλωμα διαρκεί μερικά λεπτά ή το πολύ λίγες ώρες, ενώ για την παγίωσή της απαιτείται η μακρόχρονη ενδυνάμωση των συνάψεων αυτού του νέου κυκλώματος μέσω της επανάληψης των ίδιων ερεθισμάτων: η επανάληψη του ίδιου προτύπου νευρωνικής ενεργοποίησης οδηγεί στην παγίωσή του ως μακροχρόνιας μνήμης. Η επανάληψη, λοιπόν, είναι όντως «μήτηρ πάσης μαθήσεως»: αφού ένας ικανός αριθμός από τα ίδια πρότυπα ενεργοποίησης οδηγεί, τελικά, στην ενίσχυση και την παγίωση του πρόσκαιρου μνημονικού ίχνους.

Πού όμως συντελούνται όλες αυτές οι νευρωνικές διεργασίες και σε ποιες ακριβώς εγκεφαλικές δομές «αποτυπώνονται» τα διάφορα μνημονικά εγγράμματα; Πριν από περίπου έναν αιώνα, στα 1920, ο περίφημος νευροψυχολόγος Karl Lashley πραγματοποίησε μια σειρά από πρωτοποριακά πειράματα για να διαπιστώσει πού εντοπίζονται οι αναμνήσεις στο εσωτερικό του εγκεφάλου.

Για τον σκοπό αυτό, αρχικά εκπαίδευε υπομονετικά πολλά ποντίκια να βρίσκουν την έξοδο από έναν τεχνητό λαβύρινθο. Κατόπιν, αφαιρούσε συστηματικά τμήματα του εγκεφαλικού φλοιού των εκπαιδευμένων ποντικών με την ελπίδα ότι μαζί με τα τμήματα του εγκεφαλικού φλοιού θα αφαιρούσε και τα αντίστοιχα «μνημονικά εγγράμματα», όπως ο ίδιος αποκαλούσε τα μνημονικά ίχνη ή τις αναμνήσεις, χάρη στις οποίες τα ποντίκια θυμούνταν την έξοδο από τον λαβύρινθο.

Δυστυχώς όμως απέτυχε οικτρά: τα λοβοτομημένα πειραματόζωα εξακολουθούσαν απτόητα να βρίσκουν την έξοδο, παρά τις σοβαρές απώλειες σε εγκεφαλικό ιστό που είχαν υποστεί. Κατέληξε λοιπόν στο συμπέρασμα ότι τα μνημονικά εγγράμματα δεν είναι αυστηρά εντοπισμένα σε μια ορισμένη εγκεφαλική περιοχή, αλλά πρέπει να βρίσκονται διάσπαρτα κατανεμημένα σε όλη την επιφάνεια του εγκεφαλικού φλοιού!

Μετέπειτα νευρολογικές μελέτες σε αμνησιακούς ασθενείς, ειδικότερα οι εντυπωσιακές έρευνες της Brenda Miller στον ασθενή ΗΜ (η λεπτομερέστερη μέχρι σήμερα καταγραφή αμνησιακών συνδρόμων που προκαλούνται έπειτα από χειρουργική επέμβαση ή τραυματισμό του εγκεφάλου), έδειξαν σαφώς ότι τουλάχιστον δύο δομές στο βάθος του κροταφικού λοβού, ο ιππόκαμπος και η αμυγδαλή, παίζουν αποφασιστικό ρόλο στην κωδίκευση νέων αναμνήσεων και στη μονιμότερη μνημονική αποτύπωσή τους.

Πάντως, οι πιο πρόσφατες νευροαπεικονιστικές αναλύσεις έδειξαν σαφώς ότι και ο μετωπιαίος φλοιός εμπλέκεται ενεργά τόσο στη μετατροπή των πρόσκαιρων σε πιο μόνιμα μνημονικά ίχνη όσο και στην αποθήκευσή τους στη μακρόχρονη μνήμη. Πολύ συνοπτικά: ενώ τα πρόσκαιρα μνημονικά ίχνη κωδικοποιούνται από υποφλοιώδεις δομές στο βάθος των εγκεφαλικών ημισφαιρίων, όπως ο ιππόκαμπος, η διατήρησή τους στον χρόνο, δηλαδή η μετατροπή τους από βραχύχρονες σε πιο μακροχρόνιες μορφές μνήμης, απαιτεί τη μεταφορά και την περαιτέρω επεξεργασία των αρχικών μνημονικών ιχνών από ανώτερες δομές του εγκεφαλικού φλοιού. Τις συνέπειες αυτών των συγκλονιστικών ανακαλύψεων για τη φερεγγυότητα της ανθρώπινης μνήμης και τη δημιουργικότητα της επιλεκτικής λήθης θα εξετάσουμε διεξοδικότερα στο επόμενο άρθρο. 

https://www.efsyn.gr/epistimi/mihanes-toy-noy/487458_egkefaliko-paihnidi-tis-mnimis-me-ti-lithi