האם באמת ניתן לקרוא זיכרונות ממבנה המוח בלבד? סקר עולמי שנערך בקרב מדעני המוח מגלה הסכמה מפתיעה על כמה נקודות, וחלוקות חדות על אחרים, עם השלכות על שימור מוח וחיקוי עתידי.
סקר: ממה עשויים זיכרונות? סקר של מדעי המוח על הבסיס המבני של הזיכרון לטווח הארוך. קרדיט תמונה: Vitalii Vodolazskyi / Shutterstock
מאמר שפורסם לאחרונה בכתב העת Plos One סקר מדעני המוח כדי להעריך את אמונותיהם לגבי אופן מאוחסן זיכרונות.
זיכרונות של זיכרונות ארוכי טווח מאפשרת לעצב את התנהגויותיו של אחד על ידי חוויה של חיים. חוויות קודמות חייבות ליצור צורה כלשהי של עקבות זיכרון במוח כדי שזה יהיה אפשרי.
עדויות מראות כי זיכרונות ארוכי שנים נשמרים על ידי היבטים נוירופיזיולוגיים סטטיים ויציבים יחסית. יתרה מזאת, ניתן היה לזכור זיכרונות ארוכי טווח גם לאחר חוסר פעילות עצבית עולמית ממושכת, למשל, במהלך מעצר הדם היפותרמי עמוק.
הבחנה זו מדגישה כי היווצרות זיכרון וזיכרון מסתמכים על תהליכים שונים, כאשר היווצרות מופרעת על ידי עיכוב סינתזת חלבון אך נזכרים ברובם שלא הושפעו ברגע שנקבעו זיכרונות.
המשמעות היא ששמירת זיכרונות ארוכי טווח אינה דורשת פעילות אלקטרופיזיולוגית גלובלית מתמשכת. מדעני המוח הציעו מועמדים מבניים לבסיס הפיזי של זיכרון לטווח הארוך, כמו סינפטוגנזה, שינויים בחוזק סינפטי, שינויים ברגישות עצבית, זרחן תוך-תאי, שינויים אפיגנטיים ושינויים במיאלינציה אקסונלית, כמו גם שינויים מטריקס נטולולרי.
Engrams, המצעים הנוירופיזיולוגיים האחראים לזיכרון לטווח הארוך, נמשכו באופן פעיל בעשור האחרון. למרות ההתקדמות הטכנולוגית במניפולציה המלאכותית של Engrams וטענות על הסכמה לפיה זיכרונות מאוחסנים בהרכבים של קשרים סינפטיים, לא ברור מידת תמימות האחד בקהילה המדעי המוח לגבי הבסיס הנוירופיזיולוגי של זיכרון לטווח הארוך.
המחקר והממצאים
במחקר הנוכחי, החוקרים סקרו מדעי המוח על הבסיס המבני של זיכרונות לטווח הארוך. הסקר נערך בין אוגוסט לאוקטובר 2024 בשני קבוצות של מדעי המוח: 1) משתתפים חישוביים ומערכות נוחיות (COSYNE) עם מופשט המופיע בחוברות ועידה בין 2022 ל- 2024, ו -2) חוקרים עם פרסומים הקשורים לנוירופיזיולוגיה של הזיכרון, IE, מומחים של Engram.
הסקר כלל 28 שאלות על פני שישה תחומים: דמוגרפיה, השלכות תיאורטיות של אחסון זיכרון, בסיס מבני של זיכרונות ארוכי טווח, כדאיות אמולציה מוחית, שימור מוח והכרות ונוחות עם נושאים שנדונו. ניתוח מתאם בדרגה העריך את הקשר בין תגובות המשתתפים לשאלות שונות. בסך הכל הגיבו 312 מדעי המוח, כאשר כשלושה רבעים השלימו את כל החלקים החובה בסקר.
בתחילה נשאלו אם הם מאמינים כי חילוץ מידע על זיכרון ספציפי ולא טריוויאלי לטווח הארוך ממפת קישוריות סינפטית סטטית היה אפשרי תיאורטית. מעל 45% מהנשאלים הסכימו שזה יתאפשר, אך 32.1% לא הסכימו. כאשר הוצגו בחירות מרובות לגבי מידע נוסף עשוי להיות נחוץ לצורך קריאת זיכרון, "מדידות של פעילות עצבית משתנה באופן דינמי" הייתה הבחירה הנפוצה ביותר. בחירות נפוצות אחרות כללו מידע קונטקסטואלי על חוויות ומצבים נפשיים, כמו גם קלט חושי ותפוקה מוטורית.
יתר על כן, מרבית המשתתפים (70.5%) הסכימו כי זיכרונות ארוכי טווח נשמרים על ידי חוזקות סינפטיות ודפוסי קישוריות עצביים. חוץ מזה, המשתתפים התבקשו לספק אומדני הסתברות סובייקטיבית אם ניתן לחלץ תיאורטית מידע הקשור לזיכרון ממוח שנשמר בטכניקות זמינות, למשל, שימור קריאה מיוצב אלדהיד (ASC). אומדן ההסתברות הסובייקטיבי החציוני לשאלה זו היה 41%. עם זאת, ההתפלגות הייתה דו -מודאלית, כאשר פסגות סמוך ל 75% ו -10%, והראו כי הנופים היו מחולקים בחדות ולא התקבצו סביב החציון.
אמונות לגבי הבסיס הפיזי של הזיכרון. א) תגובות לשאלה 'באיזו מידה אתה מסכים עם ההצהרה הבאה: "בהתחשב בידע המדעי שהניחנו כי קיים א', ניתן היה להיות תיאורטית לקרוא את המידע המתאים לפחות לזיכרון אחד שאינו טריוויאלי ספציפי מתוך תמונת מצב סטטית של המבנה (כולל ביו-מולקולות) של מוח של אורגניזם." ב) התגובות לשאלה 'כמה מדעני המוח הציעו שלמרות שפרטים מולקולריים ותת-תאיים ממלאים תפקיד, רוב המידע לזיכרונות לטווח הארוך ככל הנראה מאוחסן פיזית במוח ברמה של דפוסי קישוריות עצביים והרכבים של חוזקות סינפטיות (EG, Poo et al., 2016). באיזו מידה אתה מסכים עם ההצהרה הבאה: "הבסיס המבני של זיכרונות לטווח הארוך מורכב בעיקר משינויים מתמשכים בקישוריות עצבית והרכבים של חוזקות סינפטיות ולא בפרטים מולקולריים או תת-תאים." ג) השקפות המשתתפים בקנה המידה הקריטי לקידוד זיכרון במוח.
בנוסף, אומדן ההסתברות החציוני היה 40% לשאלה ששואלת האם אמולציה מוחית שלמה הייתה אפשרית תיאורטית באמצעות מוח שמורה, בהנחה רק את הידע הגנרי בתכונות האלקטרופיזיולוגיות של תת-סוגים עצביים. ההסתברות החציונית עלתה ל 62% בתרחיש בו ניתן היה להקליט הקלטות פעילות לפני שימור המוח.
לשאלה לשאול באיזו שנה יתקיים אמולציה של מוח שלם עבור עכבר, אנושי או Caenorhabditis elegansהאומדן החציוני ניבא כי מוח יחקור בסביבות 2045 עבור ג. אלגנים2065 לעכבר, ו- 2125 לאדם. החוקרים מצאו כי השקפות המשתתפים לא השתנו בגישתם העיקרית למדעי המוח, כלומר תיאורטיים, רטובים-מעבדים או שניהם.
חוץ מזה, לרמת החינוך של המשתתפים לא הייתה השפעה משמעותית. עם זאת, היו קשרים משמעותיים בין ההשקפות התיאורטיות של המשיבים לבין התחזיות המעשיות שלהם. כלומר, אומדני ההסתברות לחילוץ מידע על זיכרונות ארוכי טווח ממוח שמורים היו קשורים לנקודות המבט התיאורטיות של המשתתפים.
אומדני ההסתברות הללו היו בקורלציה חזקה עם אמונתם של המשתתפים באפשרות התיאורטית של מיצוי זיכרון ממבנה המוח הסטטי והאפשרות של אמולציה מוחית של מוח ללא הקלטות דינאמיות. עם זאת, מומחיות השימור, מומחיות הדוגמנות העצבית או מומחיות הזיכרון לא תואמה את אומדני ההסתברות של ASC. מתאם שלילי קטן אך משמעותי נצפה עם הגיל (ρ = −0.23), מה שמצביע על כך שמשתתפים מבוגרים נטו להקצות הסתברויות נמוכות יותר למיצוי זיכרון מוצלח ממוח שהשתמר.
מסקנות
לסיכום, הממצאים שופכים אור על אמונותיה של הקהילה המדעי המוח ביחס לבסיס הפיזי של הזיכרון לטווח הארוך. מרבית המשתתפים אישרו כי זיכרונות ארוכי טווח נשמרים על ידי חוזקות סינפטיות ודפוסי קישוריות עצביים ולא על ידי פרטים תת-תאיים או מולקולריים. עם זאת, לא הייתה שום קונצנזוס שעליו סולם או תכונה נוירופיזיולוגית הם קריטיים לאחסון זיכרון.
עלו כמה גבולות, כמו הסכם כללי לפיה מצבים ביו-מולקולריים ברמה האטומית אינם רלוונטיים, ואילו יש לכלול מבנים תת-תאיים ברזולוציה של ~ 500 ננומטר. עם זאת, בין קשקשים אלה לא הושגה הסכמה ברורה.
ניתוחי מתאם הוכיחו עוד יותר כי אמונות על אמולציה מוחית של מוח ומיצוי זיכרון היו קשורות קשר הדוק, והראו עקביות פנימית בין עמדות תיאורטיות לתחזיות מעשיות.
בסך הכל, לממצאים אלה יש השלכות על מדעי המוח התיאורטיים והתפתחויות טכנולוגיות שמטרתן לשימור וחילוץ מידע הקשור לזיכרון.
המחברים ציינו גם מגבלות חשובות, כולל שיעורי תגובה נמוכים בסקר, הנחת תנאי שימור אידיאליים והקבוצות המוגבלות שנחקרו. עוד הם הדגישו כי השלכות אתיות וחברתיות פוטנציאליות, כמו פרטיות נפשית והרחבת חיים באמצעות אמולציה מוחית, מצדיקות שיקול מדוקדק.
