Onze hersens moeten in staat zijn om de inhoud van een herinnering te koppelen aan de omstandigheden waarin die plaatsvond. Onderzoekers in Bonn zouden nu ontdekt hebben hoe het menselijk brein twee verschillende groepen neuronen gebruikt om inhoud en context afzonderlijk op te slaan. Deze groepen zenuwcellen werken op een gecoördineerde manier samen om herinneringen te vormen.
Mensen, maar niet alleen mensen, bezitten het opmerkelijke vermogen om dezelfde persoon of hetzelfde object in totaal verschillende situaties te onthouden. We onderscheiden moeiteloos een etentje met een vriend van een zakelijke bijeenkomst met diezelfde vriend. “We weten al dat diep in de geheugencentra van de hersens specifieke cellen, zogenaamde conceptneuronen, reageren op deze ‘vriend’, ongeacht de omgeving waarin deze verschijnt”, zegt Florian Mormann van de afdeling epileptologie van het Universiteitsziekenhuis in Bonn (UKB).

De hersens moeten deze inhoud echter wel kunnen combineren met de context om een ​​bruikbare herinnering te vormen. Bij knaagdieren mengen individuele neuronen deze twee soorten informatie vaak. “We vroegen ons af of het menselijk brein hier fundamenteel anders werkt” zegt Marcel Bausch van de universiteit van Bonn. “Verwerkt dat inhoud en context afzonderlijk om een ​​flexibeler geheugen mogelijk te maken? En hoe verbinden deze afzonderlijke stukjes informatie zich wanneer we specifieke inhoud moeten onthouden in relatie tot de context?”
Om dit te onderzoeken, gebruikten de onderzoekers de elektrische activiteit van afzonderlijke neuronen in de hersens van mensen met medicijnresistente epilepsie. Bij deze patiënten werden elektroden geïmplanteerd in hun hippocampus en omliggende hersengebieden – gebieden die essentieel zijn voor het geheugen – puur voor diagnostische doeleinden.
Tijdens de registratie van epileptische aanvallen, die bedoeld waren om te bepalen of ze geschikt waren voor een operatie, namen ze vrijwillig deel aan experimenten. Ze kregen paren afbeeldingen te zien en moesten deze vergelijken op basis van verschillende vragen. Ze moesten bijvoorbeeld beslissen of een voorwerp groter was, terwijl de proef begon met de vraag ‘Groter?’. Mormann: “Dat stelde ons in staat om te zien hoe de hersens dezelfde afbeelding verwerken in verschillende taakcontexten.”

De onderzoekers analyseerden meer dan 3000 neuronen en identificeerde twee grotendeels gescheiden groepen zenuwcellen. Inhoudsneuronen vuurden als reactie op specifieke afbeeldingen (bijv. een koekje), ongeacht de taak. Contextneuronen vuurden als reactie op specifieke taakcontexten (bijv. de vraag ‘Groter’), ongeacht de getoonde afbeelding.
In tegenstelling tot knaagdieren codeerden maar heel weinig neuronen tegelijkertijd zowel inhoud als context. “Cruciaal is dat deze twee onafhankelijke groepen zenuwcellen inhoud en context samen codeerden, en het meest betrouwbaar wanneer de patiënten de taak correct uitvoerden,” zegt Bausch.

De verbindingen tussen die cellen werden sterker in de loop van het experiment. De activiteit van een inhoudsneuron begon de activiteit van een contextneuron enkele tientallen milliseconden later te voorspellen. “Het leek alsof het ‘koekje’-neuron leerde om het ‘grotere?’-neuron te activeren,” zegt Mormann. Dat fungeert als een poortwachter voor de informatiestroom, die ervoor zorgt dat alleen de relevante context, die eerder actief was, wordt opgeroepen.
Dit proces, bekend als patroonvoltooiing, stelt de hersens in staat om de volledige geheugencontext te reconstrueren op basis van slechts een stukje informatie. Bausch: “Deze taakverdeling verklaart waarschijnlijk de flexibiliteit van het menselijk geheugen. De hersens kunnen hetzelfde concept in talloze nieuwe situaties hergebruiken zonder dat er voor elke combinatie een gespecialiseerde neuron nodig is, door inhoud en context op te slaan in aparte ‘neurale bibliotheken’.”
Mormann: “Het vermogen van deze groepen zenuwcellen om spontaan verbinding te maken, stelt ons in staat informatie te generaliseren en tegelijkertijd de specifieke details van individuele gebeurtenissen te bewaren.”

Bepalend?

De vraag is hoe bepalend dit proces is voor het vastleggen van herinneringen. Hoewel de studie specifieke vragen als interactieve contexten gebruikte, zijn er ook andere, passieve contexten, zoals de ruimte waarin je je bevindt. Het valt nog te bezien of deze achtergrondcontexten van het dagelijks leven door dezelfde neurale mechanismen worden verwerkt. De mechanismen moeten worden getest. Bovendien moeten ze ook buiten een klinische omgeving worden onderzocht.

Een belangrijke volgende stap is om te onderzoeken of het opzettelijk verstoren van de interactie tussen deze neuronen een persoon ervan weerhoudt om de juiste herinnering in de juiste context op te halen of de juiste beslissing te nemen. Dit lijkt me(=as) toch typisch weer zo’n onderzoek dat niet tot het einde is doorgevoerd alvorens het te publiceren. Dat zal we de alom heersende publicatiedwang zijn.

Bron: idw-online.de