Jak mozek mapuje realitu: Hippocampus se flexibilně dělí na „co“ a „kde“ podle našich očekávání

Nový výzkum zásadně mění naše chápání hippocampu, oblasti mozku často přezdívané „GPS mozku“ pro její klíčovou roli v paměti a navigaci.

Nový výzkum zásadně mění naše chápání hippocampu, oblasti mozku často přezdívané „GPS mozku“ pro její klíčovou roli v paměti a navigaci. Studie z University of Chicago odhaluje, že hippocampus je mnohem víc než jen jednoduchá mapa; funguje jako dynamický přepínač, který mění svou aktivitu podle toho, zda naše očekávání odpovídají realitě.

Když se sled událostí shoduje s našimi vzpomínkami, aktivita v hippocampu plynule proudí od přední části k zadní, podobně jako nepřetržitý číselník. Pokud se však něco změní a realita se liší od očekávání, hippocampus se fyzicky rozdělí do specializovaných oblastí. Přední část (anterior) se aktivuje, když dojde ke změně v „co“ – například když očekáváme psa, ale vidíme kočku. Tato oblast je propojena se systémy pro abstraktní a konceptuální zpracování. Naopak zadní část (posterior) přebírá kontrolu, když se změní „kde“ – například když se objekt objeví na jiném místě, než jsme očekávali. Tato oblast je spojena s vizuálními a prostorovými sítěmi.

Když se změní jak objekt, tak jeho umístění, aktivita se soustředí ve střední části hippocampu, což naznačuje, že tato centrální zóna slouží ke sloučení prostorových a konceptuálních dat. Tento objev, publikovaný v Proceedings of the National Academy of Sciences, dokazuje, že mozek využívá flexibilní architekturu k sladění významu a lokace v reálném čase.

„Skutečné vzpomínky zahrnují více než jen objekty nebo lokace. Jsou svázány s koncepty a významem. Jak hippocampus zpracovává prostor a význam současně, byla jedna z ústředních nevyřešených otázek v neurovědě paměti,“ uvedl James Kragel, PhD, výzkumný asistent profesora na katedře neurologie UChicago a hlavní autor studie. „To řeší dlouholetou debatu o organizaci hippocampu a naznačuje, že flexibilita, nikoli pevná architektura, je základním principem toho, jak mozek organizuje paměť, zahrnující jak prostorové, tak sémantické informace.“

Zatímco Nobelova cena za medicínu v roce 2014 ocenila objev takzvaných místních a mřížkových buněk, které sledují polohu a mapují prostor, tato studie naznačuje, že hippocampus se stejně intenzivně zaměřuje na sémantický význam – tedy na „proč“ a „co“ našeho prostředí. Tato schopnost rozdělit úkoly na „co“ a „kde“ je klíčová pro rychlost zpracování a specializované sítě v mozku. Přední část mozku je lépe uzpůsobena pro „velký obraz“ a význam, zatímco zadní část je optimalizována pro 3D prostor a vizuální přesnost. Tímto rozdělením úkolů může hippocampus rychle sdělit zbytku mozku, která část paměti potřebuje aktualizaci, aniž by musel znovu skenovat celou scénu.

Flexibilita hippocampu je navíc zásadní pro náš pocit „uzemnění“ v okolí. Pokud by se tento dynamický systém zasekl, mohli bychom zažívat problémy s rozlišováním reality – například bychom poznali přítele (co), ale cítili bychom hluboký neklid, protože mozek by nedokázal sladit, že je v naší kuchyni místo ve své kanceláři (kde). Mozek je v podstatě predikční stroj. Plynulý tok aktivity, pozorovaný ve studii, je signálem, že se naše předpovědi naplňují. Když se tento tok naruší, je to „červený poplach“, který mozku říká, aby přestal fungovat na autopilota a začal kódovat novou, neočekávanou vzpomínku.