Kiedy uczymy się jakiejś nowej czynności, stopniowo modyfikacji ulega nie tylko nasze zachowanie, ale dochodzi również do fizycznych zmian w mózgu - możemy przeczytać na łamach najnowszego numeru "Science".

Co prawda, zmiany te zaobserwowano w mózgach szczurów, lecz z dużym prawdopodobieństwem możemy przyjąć, że podobne zachodzą w ludzkim mózgu.

Eksperyment dostarczający nowych danych na ten temat został przeprowadzony przez grupę badaczy z Brown University w Rhode Island. Polegał on na tym, że grupę szczurów uczono wykonywać proste zadanie. Zwierzęta musiały się nauczyć jak za pomocą jednej łapki (przedniej prawej) wyciągnąć przez dziurkę w pudełku kulkę pokarmu. Szczury trenowano przez pięć dni. Po upływie tego czasu zostały uśmiercone, a ich mózgi posłużyły przybliżeniu prawdy o molekularnych podstawach pamięci. Podobnie jak u ludzi, tak samo w szczurzych mózgach prawą stroną ciała (z małymi wyjątkami) "zawiaduje" lewa półkula, natomiast lewą stroną ciała prawa półkula (jest to tak zwana lateralizacja funkcji). Aby móc zweryfikować hipotezę o tym, że uczenie się powoduje określone zmiany w mózgu, badacze porównali obszary mózgu (znajdujące się w lewej półkuli) odpowiedzialne za aktywność prawej łapki, która była trenowana w wykonywaniu nowej czynności, z obszarami kontrolującymi łapkę lewą (mieszczącymi się w półkuli prawej). Okazało się, że w lewej półkuli w obszarze "zawiadującym" przednią łapką wytworzyły się silniejsze synapsy aniżeli w symetrycznie położonym obszarze mózgu w prawej półkuli. Przedmiotem porównywania był proces zachodzący w synapsach (miejscach, w których neurony komunikują się ze sobą, mające postać mikroskopijnych szczelinek) nazywany długotrwałym wzmocnieniem transmisji synaptycznej (LTP z języka ang. Long-Term Potentiation). Zjawisko to polega na wzroście efektywności przewodzenia sygnałów w synapsie. Jeśli przez tkankę mózgową przepuścimy prąd o okreslonej częstotliwości i czasie trwania, pobudzi on "zmęczone" wcześniejszym przewodzeniem impulsów synapsy. Stan takiego pobudzenia może się utrzymywać nawet kilka dni po zadziałaniu bodźca - stąd też nazwa. Według autorów, to właśnie różnica w jego przebiegu jest odpowiedzialna za obserwowane wzmocnienia połączeń między neuronami w korze "zawiadującej" łapką, która była poddana treningowi.

Naukowcy na podstawie wcześniejszych doświadczeń podejrzewali, iż LTP jest zaangażowane w procesy pamięci. Omawiany eksperyment zdaje się potwierdzać tę hipotezę. Okazało się bowiem, że po przepuszczeniu prądu przez obszary mózgu odpowiedzialne za aktywność obu łapek (wcześniej mózgi zostały pocięte na plastry, ale ich tkanki były nadal biologicznie żywe) naukowcy zaobserwowali różnice w generowanym LTP pomiędzy regionami kory odpowiadającymi łapce lewej i prawej. W obszarze kory, który uczestniczył w zapamiętywaniu nowej czynności (czyli w lewej półkuli) u szczurów, część tego procesu przebiegała inaczej niż w takim samym obszarze, który nie brał udziału w procesie zapamiętywania. Według autorów artykułu jest to silny dowód na to, że w uczenie się jest zaangażowany proces LTP jako sposób wzmacniania połączeń synaptycznych.

00:05