Pamięć krótkotrwała pełni kluczową rolę w funkcjonowaniu naszej świadomości. Już kilkanaście lat temu sformułowano hipotezę, wedle której pojemność pamięci krótkotrwałej w specyficzny sposób zależy od dwóch cyklów aktywności elektrycznej mózgu. W Instytucie Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego w Warszawie po raz pierwszy hipotezę tę udało się doświadczalnie potwierdzić.

Człowiek potrafi świadomie operować od pięciu do dziewięciu porcjami informacji jednocześnie. Podczas przetwarzania porcje te znajdują się w pamięci krótkotrwałej. W 1995 roku badacze z Brandeis University w Waltham zasugerowali, że pojemność pamięci krótkotrwałej może zależeć od dwóch pasm aktywności elektrycznej mózgu – fal theta i gamma. W IBD PAN przeprowadzono eksperymenty, które pozwoliły jednoznacznie wykazać, że taka zależność rzeczywiście istnieje.

Aktywność elektryczną mózgu analizuje się podczas badania encefalograficznego (EEG), polegającego na rejestrowaniu sygnałów z kilkunastu elektrod rozmieszczonych na głowie pacjenta. W tych sygnałach można wyróżnić fale o różnych częstotliwościach, między innymi fale theta o częstotliwościach 4-7 Hz i gamma o częstotliwościach 25-50 Hz. Od pewnego czasu wiadomo, że fale te mają związek z kodowaniem informacji w mózgu. Zaobserwowano na przykład, że amplitudy fal theta i gamma wzrastają u osób zmuszonych do przechowywania większej ilości informacji w pamięci krótkotrwałej.

Hipoteza sformułowana przez Lismana i Idiarta w 1995 roku zakładała, że jesteśmy w stanie zapamiętać tyle kęsów informacji, ile cyklów gamma przypada na jeden cykl theta. Dotychczasowe badania wspierały tę tezę tylko pośrednio- mówi psycholog Jan Kamiński, doktorant z Instytutu Nenckiego i główny pomysłodawca eksperymentów. Kęsem nazywa się w tym przypadku porcję informacji w pamięci. Kęsem może być cyfra, litera, pojęcie, sytuacja, obraz czy zapach.

Projektując doświadczenia nad pojemnością pamięci trzeba być bardzo ostrożnym, aby nie ułatwiać badanemu grupowania wielu kęsów w jeden - podkreśla Kamiński i jako przykład podaje ciąg liczb 2, 0, 1, 1. Takie cztery kęsy łatwo zgrupować w liczbę odpowiadającą bieżącemu rokowi. Zamiast czterech kęsów informacji mamy wtedy tylko jeden- tłumaczy.

Odczytanie długości fal theta i gamma z EEG również nie jest proste. Fale te nie są bezpośrednio widoczne na wykresie encefalograficznym. Kamiński zaproponował nową metodę ich wyznaczania. U 17 ochotników odpoczywających z zamkniętymi oczami przez pięć minut badacze rejestrowali aktywność elektryczną mózgu. Następnie filtrowali sygnały i analizowali nie same cykle, lecz korelacje między nimi. Dopiero na podstawie znalezionych korelacji wyznaczono stosunek długości fal theta do gamma i określono prawdopodobną pojemność werbalnej pamięci krótkotrwałej.

Po fazie relaksu ochotnicy byli poddani klasycznemu testowi na pojemność pamięci krótkotrwałej, polegającemu na wielokrotnym wyświetlaniu coraz dłuższych ciągów cyfr. Każda cyfra była prezentowana przez sekundę. Ochotnik musiał następnie z pamięci odtworzyć obejrzaną sekwencję, na początku liczącą trzy, pod koniec badania aż dziewięć cyfr. Zaobserwowano, że im dłuższy był u badanego cykl theta, tym pamiętał więcej kęsów, im dłuższy cykl gamma, tym mniej. Wysoka korelacja między wynikami testów a szacunkami z pomiarów encefalograficznych potwierdza hipotezę Lismana i Idiarta.

Pojemność pamięci krótkotrwałej wpływa na wyniki w rozumowaniu – im jest większa, tym są one lepsze. W Instytucie Nenckiego w Warszawie trwają obecnie eksperymenty, których celem jest opracowanie najskuteczniejszych metod treningu pamięci krótkotrwałej.

Na podstawie informacji Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego w Warszawie.