„Codul secret” pe care creierul îl folosește pentru a crea un tip cheie de memorie a fost, în cele din urmă, spart. Acest tip de memorie, numită memoria de lucru, este ceea ce permite oamenilor să păstreze și să manipuleze temporar informațiile pentru perioade scurte de timp.

Utilizezi memoria de lucru, de exemplu, când cauți un număr de telefon și apoi îți amintești, pentru scurt timp, succesiunea de cifre pentru a-l forma sau când îi ceri unui prieten indicații pentru a ajunge la un restaurant și apoi urmărești virajele în timp ce conduci acolo.

Noua lucrare reprezintă un „pas fundamental” în studiul memoriei de lucru, a declarat Derek Nee, profesor asistent de psihologie și neuroștiințe la Universitatea de Stat din Florida, pentru Live Science.

Timp de zeci de ani, oamenii de știință s-au întrebat cum și unde creierul codifică amintirile trecătoare. O teorie sugerează că memoria de lucru se bazează pe „depozite” speciale din creier, separate de locul unde creierul gestionează informațiile senzoriale primite de la ochi sau nas, de exemplu, sau unde amintirile pe termen lung – cum ar fi amintirile cu cine ai participat la balul de absolvire sau cunoștințele de bază pe care le-ai învățat la școală – sunt stocate, a spus Nee.

O altă teorie opusă sugerează că „nu există astfel de depozite speciale”, a completat Nee, pentru Live Science. În această teorie alternativă, memoria de lucru este, în esență, un fenomen emergent – unul care apare „când reprezentările senzoriale și motorii sunt păstrate pe măsură ce legăm trecutul de viitor”, conform lui Nee. Conform acestei teorii, aceleași celule ale creierului se aprind atunci când citești pentru prima dată un număr de telefon, așa cum o fac atunci când parcurgi acel număr din nou și din nou, în memoria de lucru.

Noul studiu, publicat pe 7 aprilie în revista Neuron, contestă ambele teorii.

În loc să reflecte ceea ce se întâmplă în timpul percepției sau să se bazeze pe depozite speciale de memorie, memoria de lucru pare să opereze cu un pas înainte de colectarea de informații senzorial. Astfel, extrage doar cele mai relevante informații senzoriale din mediu și apoi rezumă acele informații într-un cod relativ simplu.

„Au existat de zeci de ani indicii că ceea ce stocăm în memoria de lucru ar putea fi diferit de ceea ce percepem”, a declarat autorul principal al studiului Clayton Curtis, profesor de psihologie și științe neuronale la Universitatea din New York (NYU), pentru Live Science.

Pentru a rezolva misterele memoriei de lucru, Curtis și co-autorul Yuna Kwak, doctorand la NYU, au folosit o tehnică de scanare a creierului, numită imagistică prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI), care măsoară modificările fluxului sanguin în diferite părți ale creierului. Celulele active ale creierului necesită mai multă energie și oxigen, astfel încât fMRI oferă o măsură indirectă a activității celulelor creierului. Echipa a folosit această tehnică pentru a scana creierul a nouă voluntari, în timp ce aceștia îndeplineau o sarcină care le-a antrenat memoria de lucru. Cei doi autori au finalizat, de asemenea, sarcina și au contribuit cu scanări ale creierului la studiu.

Într-una dintre încercări, participanții au văzut un cerc compus din bare oblice, pe un ecran timp de aproximativ patru secunde. Apoi, graficul a dispărut, iar 12 secunde mai târziu, participanții au fost rugați să-și amintească unghiul barelor oblice. În alte studii, participanții au văzut un nor de puncte în mișcare care s-au deplasat toate în aceeași direcție și li s-a cerut să-și amintească unghiul exact al mișcării norului de puncte.

Ce este și cum funcționează memoria de lucru

„Am prezis că participanții vor recoda stimulul complex în ceva mai simplu și mai relevant pentru sarcina în cauză”, a spus Curtis pentru Live Science.

Participanților li s-a cerut doar să acorde atenție orientării barelor oblice sau unghiului mișcării norului de puncte, așa că cercetătorii au teoretizat că activitatea lor cerebrală ar reflecta doar acele atribute specifice ale graficii.

Când echipa a analizat datele scanării creierului, tocmai asta a găsit. Cercetătorii au folosit modelarea computerizată pentru a vizualiza activitatea complexă a creierului, creând un fel de hartă topografică reprezentând vârfurile și văile activității, în diferite grupuri de celule cerebrale. Celulele creierului care procesează datele vizuale au un „câmp receptiv” specific, adică se activează ca răspuns la stimuli care apar într-o anumită zonă a câmpului vizual al unei persoane.

Oamenii de știință au luat în considerare aceste câmpuri receptive în modelele lor, ceea ce i-a ajutat să înțeleagă modul în care activitatea creierului participanților este legată de ceea ce au observat pe ecran în timpul sarcinii de memorie. Așadar, această analiză a arătat că, în loc să codifice toate detaliile fine ale fiecărui grafic, creierul a stocat doar informațiile relevante necesare pentru sarcina în cauză.

Când a fost vizualizată pe hărțile topografice, activitatea creierului folosită pentru a codifica aceste informații arăta ca o linie dreaptă simplă. Unghiul liniei s-ar potrivi cu orientarea unghiului de mișcare al norului de puncte. Aceste modele de activitate cerebrală asemănătoare liniilor au apărut în cortexul vizual, unde creierul primește și procesează informații vizuale, și în cortexul parietal, o regiune cheie pentru procesarea și stocarea memoriei.

Ceea ce este crucial nu este că creierul s-a hotărât să folosească linii pentru a reprezenta imaginile, ci „este faptul că reprezentarea a fost extrasă din mișcare la ceva diferit”, a spus Nee.

O limitare a studiului este că echipa a folosit grafică foarte simplistă, care nu reflectă neapărat complexitatea vizuală a lumii reale, a remarcat Nee. Această limitare se extinde la multe studii despre memoria de lucru, iar Nee a adăugat că folosește grafice simple similare în propriile sale cercetări.

„Câmpul va trebui să se îndrepte către stimuli mai bogați, care se potrivesc mai bine cu experiențele noastre vizuale naturale, pentru a ne aduce de la laborator la utilitatea practică”, a spus el.

Dar, având în vedere acest lucru, noul studiu „oferă o nouă perspectivă asupra a ceea ce înseamnă să ții ceva în minte pentru viitor”, a spus el.

Pe scurt, memoria de lucru acționează în esență ca o punte între percepție (când citim un număr de telefon) și acțiune (când formăm acel număr).

„Acest studiu, prin identificarea unui format de reprezentare care nu seamănă nici cu ceea ce a fost perceput, nici cu ceea ce va fi făcut, dar care poate fi citit clar din semnale vizuale, oferă o privire fără precedent asupra acestei zone intermediare misterioase dintre percepție și acțiune”, a spus Nee.