Erindringens celler

Erindringens celler
8. juni 2003

For første gang har forskere målt de hjerneceller, der former nye erindringer, mens det sker i hovedet på legende aber

Af Rasmus Kragh Jakobsen

Duften af nybagt brød fylder rummet. Mundvandet løber og ens krop fyldes med velvære ved tanken om den lune skive med en klat halvsmeltet smør. Selv om jeg sidder på en restaurant i København og har rundet de 30 kommer jeg uvægerligt til at se min barndomsstue for mig. Erindringen træder frem som ud af ingenting, og findes kun i mit hoved. Den er sammenlignelig men dog forskellig fra min sidemands og alle andre menneskers minder. Hukommelsen er min alene, den er hvem jeg er - min personlighed.
Nu er forskere ved Center for Neural Science ved New York University kommet et stort skridt nærmere på at forklare hvordan erindringerne opstår og hentes frem. I en artikel i det seneste nummer af Science fremlægger lektor Wendy Suzuki fra centeret og hendes kolleger det første direkte bevis for, hvordan erindringer formes af bestemte hjerneceller. De har identificeret, hvad man kalde erindringens celler.
»Der er en meget stærk sammenhæng mellem disse celler og hukommelse,« siger Wendy Suzuki til Politiken.
Forskere har længe undret sig over, hvor i hjernens nervecelleforbindelser f.eks. et telefonnummer gemmer sig, hvordan vi forbinder et navn med et ansigt og hvordan dufte kan være så stærkt associerende. Det er en evne vi bruger hele tiden i vores hverdag og det er af stor klinisk betydning for f.eks. Alzheimers patienter.
Men skåret ind til benet handler det om opbevaring af biologisk information.
Man har længe kendt til de områder i hjernen, som er vigtige for hukommelsen. Men Wendy Suzuki og hendes kolleger er gået skridtet videre.
De peger ikke blot på et område i hjernen, men har direkte målt, hvad der sker med enkelte celler, som er i færd med at etablere en erindring.
»Man har i mange år vidst, at et område af hjernen kaldet medial temporallappen var vigtigt for hukommelsen,« siger Suzuki.
»Vi ved fra læsions studier (hjerne-skader) at evnen til at huske forsvinder uden denne del af hjernen. Sådanne mennesker og dyr lever simpelthen i nutiden.«

Elektroder i abehjernen
Men temporallappen består af flere mindre områder, og de allerførste trin i hukommelsen, dannelsen af et minde, sker i den del der hedder hippocampus.
»Hvis jeg mistede min hippocampus lige nu, ville jeg ikke huske denne samtale,« siger Suzuki, »men mine barndoms- og skoleminder ville jeg stadig have. De er blevet dannet og solidt fæstnet.«
Man vidste altså, at nye erindringer hørte hippocampus til, men ikke hvordan de skabes. Derfor ville Wendy Suzuki og hendes kolleger måle hvad hjerneceller rent faktisk gør mens en ny erindring dannes
Over mange uger indsatte de hver dag en tynd elektrode i hjernen (i hippocampus) på to aber mens de legede et såkaldt hukommelses spil. Spillet går, som navnet siger, ud på at huske noget man har lært. Det aberne lærer er at se op, ned, til højre eller til venstre, når de ser et billede af f.eks. Central Park i New York, Danmark eller Paris. Kun en af retningerne udløser en belønning i form af juice, og det er forskelligt hvilken fra billede til billede.
»De ser billederne i tilfældig rækkefølge, og efter mange fejlslagne forsøg rammer de tilfældigvis rigtigt. Det fortsætter indtil de til sidst lærer ’Ahh, nu har jeg det, ved billedet af Central Park skal jeg se op, ved Danmark ned, ved Paris venstre‘ osv.,« siger Suzuki. »Spørgsmålet var om vi kunne se, at hjernecellerne i hippocampus gjorde et eller andet kritisk imens.«
Det kunne de.
Forskerne fandt to forskellige typer af nerveceller, der dramatisk ændrede sig i sammenhæng med, at erindringen dannedes. Den ene type celle holdt helt op med at være aktiv mens den anden type blev meget mere aktiv lige inden ’aha-oplevelsen‘.
»Det er vigtigt, at ændringen sker lige inden de lærer sammenhængen, fordi det signalerer at genkendelse er ved at ske. Man kan sige, at disse neuroner driver adfærden.«
De aktiverede neuroner er ekstra interessante, fordi de fortsætter med den høje aktivitet, så længe forskerne kan måle.
Det passer godt med, at cellerne etablerer og vedholder et mønster af aktivitet, der holder fast i erindringen.
»Vi mener yderligere, at disse celler etablerer en længerevarende hukommelse,« siger Suzuki.

Der skal flere elektroder til
Man ved allerede, at nye erindringer skal repeteres en seks-otte gange før de bliver forankrede et andet område kaldet neo-cortex, som er uafhængigt af hippocampus. Det er her Suzuki mener, de aktiverede celler kommer ind i billedet og så at sige overdrager deres aktivitet til celler i neo-cortex.
»Men hvordan erindringen rent fysisk flyttes er stadig et stort mysterium,« siger Suzuki.
Hun håber at forstå, hvordan hukommelsens netværk og kredsløb er forbundet ved at stikke flere elektroder ind abernes hjerne og måle på celler i forskellige områder samtidigt.
»Vi er igang med at undersøge de nærliggende områder af hjernen, og vi har allerede data, som underbygger, at disse celler er vigtige for at danne langtidshukommelsen,« siger hun.
Nu ved forskerne, hvilke hjerneceller, der danner nye erindringer, hvor hurtigt det sker og hvor specifik aktiviteten er for forskellige indtryk. De har en god idé om, hvordan det sker og et meget vigtigt redskab til tackle de virkelig dybe spørgsmål.
Så hvornår kan man forskerne forstå mine barndomsminder som et netværk af nerveceller?
»Der går noget tid endnu. Men det her er virkelig et første skridt imod de større spørgsmål. Det er målet med disse studier,« siger Suzuki.