Jak uczyć się, żeby nie zapominać? Wznowienie śladu pamięciowego jako czynnik przeciwdziałający interferencji

Jak uczyć się, żeby nie zapominać?  Wznowienie śladu pamięciowego jako czynnik przeciwdziałający interferencji

Od teorii...

Mózg ludzki codziennie zmaga się z koniecznością przyswajania niemal równocześnie niezliczonej liczby bodźców, którymi bombarduje nas otoczenie. Część z nich pozostaje jedynie spostrzeżeniami, część wiąże się z adaptacyjną koniecznością udzielenia odpowiedzi, którą jest działanie. Przedmiotem zainteresowania badaczy (J. Herszage i N. Censor) stała się intencjonalna aktywność ukierunkowana na wykonanie określonego zadania, nabywana w procesie uczenia. Zespół z Izraela za punkt wyjścia przyjął potwierdzoną zależność dotyczącą uczenia się, zgodnie z którą w wyniku wystąpienia w bliskości czasowej dwóch podobnych bodźców, kodowanych jako ślady pamięciowe, dochodzi do zjawiska interferencji, obserwowanego jako pogorszenie w zakresie przypominania i odtwarzania przynajmniej jednego z nich.

Nasze mózgi nieustannie stają przed koniecznością reagowania na różnorodne bodźce aktywujące odmienne modalności zmysłowe. Aby efektywnie adaptować się do środowiska mózg „nabywa wiedzę” z wielu obszarów niemal równocześnie. Wspomniana bliskość czasowa powoduje pogorszenie jakości wykonania intencjonalnego działania opartego o nabyty ślad pamięciowy, z powodu poprzedzającego przypominanie, dostępnego nowego „wyuczonego” wspomnienia. Zależność ta obserwowana była uprzednio w odniesieniu do wielu aspektów pamięci, min. pamięci operacyjnej, epizodycznej, pamięci językowej, jak również wzrokowo-przestrzennej. 

W przeprowadzonym eksperymencie badaczom udało się powstrzymać spadek jakości wykonania w zakresie wydobywania z pamięci wyuczonego materiału poprzez zastosowanie w procedurze badawczej intencjonalnego wznowienia uprzednio nabytego śladu pamięciowego. Zaobserwowano, że dzięki odpowiedniej procedurze można przeciwdziałać zjawisku interferencji nawet w perspektywie długoterminowej. Odkrycia te mogą być obietnicą optymalizacji procesu uczenia się, a więc bezpośrednio znaleźć zastosowanie w codziennym życiu.

W przeprowadzonym badaniu J. Herszage i N. Censor postanowili sprawdzić, jak wznowienie śladu pamięciowego wpływa na występowanie i intensywność zjawiska interferencji. W tym celu izraelski zespól odniósł się do zagadnień związanych z procesem konsolidacji pamięci, weryfikując poprzez zastosowaną procedurę badawczą, wpływ ponownego wzbudzenia i rekonsolidacji wspomnień na zniesienie interferencji. Zgodnie z wcześniejszymi ustaleniami ślad pamięciowy, który ulega procesowi konsolidacji, jest względnie stabilny, jednak jego ponowne wzbudzenie umożliwia modyfikację, wzmocnienie i podtrzymanie wspomnień, czyli ich rekonsolidację.  Stąd  ponowne wzbudzenie śladu pamięciowego, pod nieobecność bodźca konkurencyjnego, można rozumieć jako trening pamięci, wpływający na lepsze odtwarzanie śladu pamięciowego w przyszłości (dodatni skutek uboczny ponownej aktywacji śladu).

...do praktyki

W przeprowadzonym badaniu uczestnicy zostali poddani procedurze uczenia się sekwencji ruchowych (którą po odroczeniu uczestnicy mieli odtworzyć w jak najkrótszym czasie, z jak największą precyzją). W pierwszym dniu badania wszyscy uczestnicy (23 praworęczne osoby) uczyli się sekwencji z wykorzystaniem prawej ręki (powtarzając ją w kolejnych próbach). Uczestników podzielono na dwie grupy. W pierwszej grupie zaplanowana procedura miała służyć wygenerowaniu zjawiska interferencji, potrzebne były zatem dwa zakłócające się wspomnienia. Osobom z tej grupy  kolejnego dnia prezentowano sekwencję alternatywną, czyli ten sam schemat ruchowy z użyciem lewej ręki. Uczestnicy powtarzali go, a następnie odtwarzali wyuczoną sekwencję z użyciem prawej ręki.

Uczestnicy z grupy kontrolnej kolejnego dnia zostali poproszeni o wykonanie sekwencji ruchów nabytych poprzedniego dnia, bez zastosowania uprzednio bodźca potencjalnie wzbudzającego interferencję. Założono, że wskaźnikiem potwierdzającym zajście interferencji będzie różnica w poziomie wykonania zadania  pomiędzy grupami.  Zaobserwowano, iż jakość wykonania zadania w grupie pierwszej była  istotnie gorsza niż w grupie drugiej. W centrum zainteresowania badaczy znalazła się kwestia możliwości zniesienia zjawiska interferencji i związanych z nim konsekwencji poprzez uruchomienie mechanizmu reaktywacji śladu pamięciowego.

W tym celu przeprowadzono kolejny eksperyment, w którym częściowo wykorzystano procedurę opisaną w poprzednim badaniu. Grupa badawcza (24 praworęczne osoby) ponownie została podzielona. Obie grupy ponownie uczyły się sekwencji ruchowej. Kolejnego dnia uczestnicy z pierwszej grupy ponownie wykonywali wyuczone zadanie z dnia poprzedniego, które następnie było przeplatane nową, konkurencyjna sekwencją ruchów. Zadaniem osób w drugiej grupie było powtórzenie (ilość powtórzeń w 1 i 2 grupie była taka sama) opanowanej sekwencji ruchów, w procedurze nie wprowadzono nowego materiału bodźcowego. Po odroczeniu zmierzono, że uczestnicy z obu grup tak samo dobrze zapamiętali kodowany materiał bodźcowy. Można zatem uznać, że zmienna w postaci intencjonalnego wznowienia śladu pamięciowego zabezpiecza przed spadkiem wykonania zadań związanym z wydobywaniem wspomnień z pamięci.

Mechanizm leżący u podstaw opisanej obserwacji wydaje się niejasny i zgodnie z jedną z postulowanych hipotez może wiązać się z ze zmianami neuronalnymi, które zachodzą dzięki plastyczności układu nerwowego (przykładem są obserwowane zmiany w strukturze hipokampa, zachodzące na skutek uczenia się nowych doświadczeń). W dalszej fazie eksperymentu badacze postanowili sprawdzić, czy zniesienie efektu interferencji jest zjawiskiem stałym. W tym celu po miesiącu poproszono uczestników badania o ponowne odtworzenie zakodowanych śladów pamięciowych. Okazało się, że poziom wykonania zadania (mierzonego jako sukces w otworzeniu śladu) jest wyższy w grupie 1 (z reaktywacją śladu pamięciowego) niż w grupie 2 (bez reaktywacji). Wynik badania mógłby wskazywać na znoszące działanie ponownej aktywacji śladu pamięciowego wobec zjawiska interferencji.

Badaczy zastanowiło jednak czy sama reaktywacja jest czynnikiem wystarczającym. W następnej, już 4 fazie badania, weryfikowano hipotezę dotyczącą zależności opisanej obserwacji od czasu ekspozycji nowego bodźca. Odniesiono się do teorii, zgodnie z którą istnieje swoiste „okno czasowe”, kiedy to po ponownym wzbudzeniu następuje rekonsolidacja wspomnień (która trwa prawdopodobnie do 6 godzin od wzbudzenia). Tym razem do badania włączono zmienną czasową. Wszyscy badani mieli za zadanie utrwalenie tego samego doświadczenia-sekwencji ruchów z użyciem prawej ręki. Następnie z odroczeniem czasowym intencjonalnie aktywowano nabyty ślad pamięciowy. W kolejnej fazie część uczestników wykonywała zadanie konkurencyjne (sekwencja ruchów z użyciem lewej ręki) po 10 minutach od zakodowania bodźca podstawowego, druga grupa miała za zadanie przyswoić nowy ślad po 6 godzinach od pierwszej ekspozycji.

Okazało się, że po upływie tygodnia lepsze rezultaty w zakresie prawidłowego przywoływania zakodowanego schematu ruchowego uzyskały osoby z pierwszej grupy. Uzyskane wyniki pozwoliły wnioskować, iż zniesienie wystąpienia zjawiska interferencji w przyszłości, a więc lepszego utrwalenia i bardziej efektywnego przypominania doświadczeń, nie gwarantuje jedynie reaktywacja wcześniejszego doświadczenia, istotny jest czas pomiędzy reaktywacją skonsolidowanego wspomnienia i wprowadzeniem nowego bodźca. W dalszej części badania dowiedziono również, że podobnej zależności (zniesienia konsekwencji interferencji w wyniku czasowego przesunięcia pojawienia się konkurencyjnego kodowanego bodźca) nie obserwuje się, jeżeli ekspozycji nowego doświadczenia nie poprzedzała reaktywacja uprzedniego śladu pamięciowego.

Wnioski

Uzyskane wyniki pozwoliły na sformułowanie wniosku, zgodnie z którym reaktywacja skonsolidowanego śladu pamięciowego oraz wprowadzenie konkurencyjnego wspomnienia w odpowiednim przedziale czasowym przeciwdziałają długotrwale zjawisku interferencji. Z perspektywy badawczej ciekawym byłoby sprawdzenie, czy podobna procedura może zmniejszyć konsekwencje związane z interferencją, kiedy bodźce odnoszą się do różnych modalności zmysłowych, a więc znacznie różnią się od siebie. Powyższe ustalenia wydają się istotne z perspektywy planowania strategii uczenia się i neurorehabilitacji.

Bibliografia:

„Memory Reactivation Enables Long-Term Prevention of Interference’  (Current Biology 2017)

Jasmine Herszage and Nitzan Censor

 

 

 

 

 

Pojęcie empatii jest z pewnością jednym z najczęściej dyskutowanych we współczesnej psychologii. Wszechobecna w nauce, kultur... czytaj więcej
Część z nas zna dyskomfort spowodowany wiązaniem włosów w ciasny i wysoki kucyk lub wkładaniem na głowę czepka pływackiego. S... czytaj więcej
W maju bieżącego roku na łamach prestiżowego czasopisma ”Brain” przedstawiono nowatorskie badana ukazujące możliwość leczenia... czytaj więcej
Umysł i ciało Choć zachodnia medycyna nie zawsze akceptowała założenie o istotnym wpływie czynników behawioralnych, takich ja... czytaj więcej