Hiába teljesen hétköznapi ez a tapasztalat, az idegtudománynak mindeddig nemigen sikerült kiderítenie, mi történik az agyunkban, miközben képzelődünk vagy álmodozunk. Most egy egereken végzett vizsgálat révén, melynek eredményei a Nature folyóiratban láttak napvilágot, a Harvard Medical School (HMS) kutatói által vezetett munkacsoport egy lépéssel közelebb jutott a jelenség megértéséhez.
A kutatók az egerek látókérgében – a vizuális feldolgozásért felelős agykérgi területen – követték nyomon az idegsejtek aktivitását az állatok nyugodt ébrenléti állapotában. Azt találták, hogy ezek az idegsejtek időnként olyan mintázatban tüzelnek, mintha az egér egy tényleges képet nézne, ami arra utal, hogy az egér erre a képre gondolt – vagy, ha úgy tetszik, ábrándozott róla. Sőt, a napi első néhány ábrándozási epizód során mutatott agyi aktivitásmintázat megjósolta, miként változik majd idővel az egérnek a szóban forgó tényleges képre adott válasza.
Az eredmények egyelőre csak előzetes, mégis roppant izgalmas bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy az ábrándozás befolyásolja az agy jövőbeni válaszát arra, amit majd lát.
Ezt az ok-okozati viszonyt még további vizsgálatoknak kell megerősíteniük – emlékeztetnek a szerzők –, de a megfigyelések már így is figyelemre méltó utalásként értelmezhetők arra nézve, hogy a nyugodt ébrenlét alatt megélt álmodozás szerepet játszhat az agyi plaszticitásban, vagyis az agy azon képességében, hogy az új tapasztalások hatására átalakítsa önmagát.
„Szerettük volna tisztázni, hogyan is zajlik ez az álmodozási folyamat a neurobiológiai szinten, és hogy vajon a nyugodt befelé fordulás e percei fontosak-e a tanulás és az emlékrögzítés szempontjából” – foglalta össze Nghia Nguyen, a HMS Blavatnik Institute neurobiológia doktorandusza és a tanulmány vezető szerzője.
Tudósok már rengeteg időt eltöltöttek annak tanulmányozásával, hogyan játsszák vissza az idegsejtek a múltbéli eseményeket, és hogyan képezik le a fizikai környezetet a hippokampusz nevű, csikóhalra emlékeztető alakú agyterületen, amelyről köztudott, hogy kulcsszerepet játszik az emlékezetben és a térbeli tájékozódásban. Azt azonban jóval kevesebbet kutatták, hogy más agyi régiókban, például a látókéregben miként zajlik az emlékek visszajátszása, holott ez értékes információval szolgálna a vizuális emlékek kialakulásáról.
„Laboratóriumunkban arra lettünk kíváncsiak, vajon képesek vagyunk-e a látókéregben elegendő számú idegsejt aktivitását rögzíteni ahhoz, hogy kiderítsük, pontosan mi is az az emlék, amit az egér éppen felidéz, hogy aztán ezt az információt összekapcsoljuk az agyi plaszticitással” – magyarázta Mark Andermann, a Beth Israel Deaconess Medical Center orvosa, a HMS neurobiológia professzora és a cikk rangidős szerzője.
Az álmodozás rugalmassá teszi az agyat.
„Sodródás tapasztalható abban, ahogy az agy ugyanarra a képre válaszol, ha újra és újra látja, és a képről szóló korai ábrándozásból megmondható, merrefelé visz ez a sodródás” – fejtette ki Andermann.
A kutatók azt is megállapították, hogy a látókéreg képzelgései a hippokampusz újrajátszó aktivitásával egyidőben történtek, ami arra utal, hogy a két agyi régió kommunikál egymással az álmodozás során.
A kutatás eredményei alapján a szerzők azt gyanítják, hogy az álmodozásnak aktív szerepe lehet az agyi plaszticitásban. „Ha két különböző képet sokszor egymás után látunk, fontossá válik, hogy különbséget tudjunk tenni közöttük. Eredményeink arra mutatnak, hogy az ábrándozás, vagyis a képzeletben való megjelenítés irányíthatja ezt a folyamatot azáltal, hogy a két képhez kapcsolódó kétféle idegi aktivitásmintázatot távolabb tereli egymástól” – magyarázta Nguyen, hozzátéve, hogy ez az összefüggés még további bizonyításra szorul. A két kép megkülönböztetését lehetővé tevő tanulás segíthet az egérnek abban, hogy a jövőben specifikusabban tudjon válaszolni rájuk – fűzte még hozzá a kutató.
E friss megfigyelések egybecsengenek azzal az egyre gazdagodó bizonyítékanyaggal, amely azt támasztja alá, hogy egy élményt követő nyugodt ébrenléti állapot rágcsálókban és emberekben egyaránt javítja a tanulás és emléknyomképzés hatékonyságát.
Az, hogy vajon az álmodozás az emberekben is hasonló látókérgi aktivitásmintázatokat produkál-e, egyelőre nyitott kérdés, melynek megválaszolásához további kísérletekre van szükség.
A tudósok számára az ilyen és hasonló eredmények azt sugallják, hogy lényeges magunknak olyan nyugodt ébrenléti időszakokat biztosítanunk, amelyek alkalmat adnak némi elkalandozásra. Ami a kísérleti egereknek egy kis szünet a képek bemutatása között, az nekünk egy percnyi megállás lehet a telefon pörgetésében. „Elég biztosak vagyunk abban, hogy ha valaki sosem ad magának ébrenléti pihenőidőt, annak kevesebb álmodozásra jut lehetősége, ami pedig lényeges lehet az agyi plaszticitás szempontjából” – intett Andermann.
A kutatók az elkövetkezendő időben képalkotó módszereik segítségével a látókéreg egyes idegsejtjei közötti kapcsolatokat szeretnék láthatóvá tenni, és megvizsgálni, miként változnak e kapcsolatok, miközben az agy „lát” egy képet. Nyomába eredtünk az agyi aktivitás máig feltáratlan 99 százalékának, és hallatlan gazdagságra bukkantunk a látókéregben, amiről senki se tudott eddig” – mondta el Andermann.
