Ai putea crede că memoria seamănă cu un hard disk: salvezi un fișier într-un folder și rămâne acolo până când îl accesezi din nou. În realitate, creierul nu funcționează deloc așa.

Cu cât cercetătorii analizează mai atent activitatea cerebrală, cu atât devine mai clar că memoria biologică nu are nimic în comun cu stocarea digitală. Amintirile care astăzi par legate de anumiți neuroni mâine pot fi codificate de celule complet diferite.

Ce este „derivei reprezentării”

Timp de decenii, neuroștiința a considerat că anumite celule cerebrale reacționează mereu la fel la aceiași stimuli. Unele se activează când vedem anumite forme, altele când mișcăm o mână, iar altele când intrăm într-un loc familiar. Această convingere s-a clătinat serios în 2017, când echipa Laurei Driscoll de la Universitatea Harvard a publicat un experiment pe șoareci în revista Cell.

În cadrul studiului, același șoarece, același labirint și aceeași sarcină activau de la o zi la alta grupuri de neuroni tot mai diferite. După câteva săptămâni, unele celule încetau să mai reacționeze la stimulii la care răspunseseră anterior, iar altele le preluau rolul. Fenomenul a fost numit „derivei reprezentării” și a fost observat ulterior în hipocamp, în cortexul vizual și chiar în cortexul olfactiv, acolo unde nimeni nu se aștepta să existe o astfel de instabilitate.

De ce are creierul nevoie de acest haos aparent

Dacă neuronii își schimbă constant rolurile, cum de rămân stabile comportamentul și amintirile noastre? Cercetătorii propun câteva explicații.

Un marcaj temporal pentru evenimente

Prima ipoteză sugerează că derivă funcționează ca un mecanism de „datare”. Creierul ar folosi această schimbare constantă pentru a distinge evenimentele petrecute în momente diferite ale vieții. Cercetările lui Denise Cai de la Icahn School of Medicine au arătat că șoarecii care vizitau două locații la interval de câteva ore codificau ambele experiențe cu același grup de neuroni. Când intervalul creștea la o săptămână, codificarea se făcea cu grupuri complet diferite.

Spațiu pentru învățare continuă

A doua ipoteză susține că derivei ne este pur și simplu necesară pentru a putea învăța lucruri noi. Dacă fiecare neuron ar fi atribuit permanent unei singure sarcini, creierul nu ar mai avea loc pentru experiențe noi.

Există și o a treia variantă, mai sceptică, potrivit căreia derivei nu este o funcție în sine, ci un efect secundar al înlocuirii aleatorii a sinapselor, un fel de „zgomot biologic” cu care creierul trebuie să se descurce.

De ce contează aceste descoperiri

Înțelegerea exactă a derivei reprezentării ar putea avea aplicații practice majore. Aceste cunoștințe pot ajuta la proiectarea interfețelor creier-computer și la tratarea bolilor neurodegenerative, precum Parkinson și Alzheimer, afecțiuni în care are loc deteriorarea progresivă și moartea celulelor nervoase.