Előfordult már, hogy egy vers vagy dalszöveg tanulásakor nem pontosan jutott eszedbe egy sor, pedig megvolt a jelentése? Esetleg az „elhervad a virág, eliramlik az élet” ugrik be az „elhull a világ, eliramlik az élet” helyett? Ahhoz, hogy emlékezetünkben pontosan elkülönítsük egymástól a két sort, szükség van egy agyi folyamatra, amely ezt megvalósítja. A hippokampusz – egy pusztán 3–5 centiméter hosszú agyterület, amely nevét a csikóhalszerű alakjáról kapta – korábbi bizonyítékok alapján képes arra, hogy egymáshoz nagyon hasonló képeket egymástól megkülönböztethető módon kódoljon. Ezt a specifikus kódolási mechanizmust a kutatók mintázatelválasztásnak hívják. A HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont (HUN-REN TTK) Agyi Képalkotó Központjának, valamint HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont Wigner Adatközpontjának kutatói most megmutatták, hogy a hippokampális mintázat elválasztás jelentés alapján is működik: ez tesz képessé bennünket arra, hogy hasonló jelentésű szövegek között is különbséget tegyen az emlékezetünk.

Mit tudunk eddig az emlékezetről?

Általában kétféle emlékezeti rendszert különböztetünk meg. A világról szerzett tudásunkat – például, hogy Párizs Franciaország fővárosa, szemantikus emlékezetnek nevezzük. Arra viszont személyes élményként emlékszünk, hogy kivel, mikor és milyen időben jártunk Párizsban – ezt nevezzük epizodikus emlékezetnek. A hippokampusz szerepe az epizodikus emlékezet megvalósításában az 50-es évek óta ismert, amikor az első – epilepsziás tünetek enyhítése céljából végzett – kétoldali hippokampusz eltávolítást végezték. Az azóta híressé vált Henry Molaison (és több hasonló műtéten átesett személy) jól tudott kommunikálni, gondolkodni, rendben volt a figyelme, nem voltak mozgási vagy érzékelési nehézségei, de nem tudott akár csak az imént átélt egyedi eseményekre élményszerűen emlékezni: meg tudott tanulni új készségeket, de arra, hogy ki, mikor, és hogyan tanította őt ezekre a készségekre, nem emlékezett. Egészen a közelmúltig a jelentés emlékezeti feldolgozását ezzel szemben külön, elsősorban nyelvi, és a szemantikus emlékezethez tartozó folyamatként írták le a kognitív tudósok.

Mi a kutatás újdonsága?

A kutatás újdonsága, hogy az epizodikus és szemantikus emlékezeti rendszer által közösen használt agyi műveletet azonosít, amelyet a hippokampuszon belül egy parányi agyterület valósít meg

– mondja Dr. Keresztes Attila, a HUN-REN TTK tudományos főmunkatársa, valamint az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Pszichológiai Intézetének adjunktusa.

Hogyan zajlott a kutatás?

A kísérletben 30 egészséges fiatal felnőtt vett részt, akik először szókapcsolatokat olvastak (például „egzotikus állatkert”). Eközben mindössze azt kérték tőlük a kutatók, hogy döntsék el, szerepeltetnék-e azt egy képzeletbeli újságban, amit ők szerkesztenek. Ezután meglepetésszerű emlékezeti feladatot kaptak: ismét szókapcsolatokat láttak – néha ugyanazt, mint amit már korábban láttak, néha ezekhez nagyon hasonlót (pl. „egzotikus állatkert” helyett „különleges állatkert”), és azt kellett eldönteniük, hogy az adott kifejezést ugyanebben a formában látták-e már korábban.

Mindeközben a résztvevők agyáról nagy felbontású funkcionális mágneses rezonancia képalkotással (fMRI; az angol „functional magnetic resonance imaging” rövidítése) készítettek felvételeket, hogy arra következtethessenek, eltérő módon kódolja-e a hippokampusz az egymáshoz hasonló kifejezéseket. A kutatók továbbá a hippokampuszon belüli alterületeket is elkülönítették egymástól egy nagyon nagy felbontású anatómiai felvétel segítségével, amelyen a hippokampusz tekervényét követve kirajzolódnak bizonyos szöveti sajátosságai az egyes alterületeknek. Az azonosított aktiváció a gyrus dentatus nevű alterületen jelent meg leginkább, összhangban annak feltételezett mintázat elválasztó szerepével.

Fontos volt továbbá, hogy a szókapcsolatokat fele-fele arányban úgy válogatták a kutatók, hogy jelentésük egymáshoz való hasonlósága közeli vagy távoli legyen.

Ezt egy magyar nagy nyelvi modell segítségével tudtuk mérni, amelyben a szavak hasonlósága egy számértéket vesz fel, amit az alapján számol a modell, hogy milyen gyakran látja egymás mellett, illetve egymáshoz hasonló szövegkontextusban a szavakat

– nyilatkozta Ilyés Alex, a HUN-REN TTK tudományos segédmunkatársa, valamint az ELTE Pszichológiai Intézet egyetemi tanársegédje.

Mi a kutatás legfontosabb eredménye?

Az eredmények szerint azok a résztvevők, akiknek a hippokampusza erősebb mintázatelválasztásra utaló jeleket produkált az fMRI-ben, jobban tudták eltérő módon kódolni az egymáshoz hasonló szókapcsolatokat. Ennek köszönhetően később jobban meg tudták különböztetni az emlékezeti teszten a már látott kifejezéseket az új, de nagyon hasonló kifejezésektől. Az eredmény még meglepőbb, ha figyelembe vesszük, hogy a résztvevők a kódoláskor nem tudták, hogy később az emlékezetüket fogják tesztelni.

Bár hétköznapi értelemben az emlékezés akkor történik, amikor felidézzük a korábban tapasztaltakat, az emlékezés pontosságát már az meghatározza, hogy hogyan kódoljuk az információt. Ilyés Alex és kollégái kutatása a kódoláskor működésbe lépő, az emlékek pontosságát biztosító mintázatelválasztási folyamat jobb megértését segíti. Eredményeik szerint a hippokampusz nagyon sokféle egyedi, precíz emlék létrehozásában vesz részt, még akkor is dolgozik a mintázatok szétválasztásán, amikor csak olvasunk és „pusztán” nyelvi feldolgozást végez az agyunk. Így tehát, ha ennek a cikknek a tartalmát később szó szerint mesélnénk tovább ismerőseinknek, a pontosságunkon az fog igazán segíteni, ha olvasás közben megbízhatóan dolgozott a hippokampuszunk.

A teljes kutatás az alábbi linken olvasható: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2603114123

A kutatás további részletei kapcsán a kutatók az ELTE Természettudományi Karának „Science” elnevezésű podcastjében beszélgettek:

Borítókép: A képen a kutatásban résztvevő 30 fiatal felnőtt hippokampusza látható nagyfelbontású MR-felvételeken, melyekben a szöveteket „pop-art” stílusban színeztük ki.