W Instytucie Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego w Warszawie przeprowadzono pionierskie badania u ludzi nad zmianami związanymi z procesami starzenia w pamięci przestrzennej, rejestrującej informacje pochodzące z wnętrza własnego ciała. Dzięki unikatowemu stanowisku laboratoryjnemu udało się stwierdzić, że nie wszystkie procesy poznawcze zapadają się z wiekiem.

1. W Instytucie Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego w Warszawie przeprowadzono pionierskie badania nad procesami starzenia zachodzącymi w pamięci idiotetycznej ludzi. (Źródło: Instytut Nenckiego, Grzegorz Krzyżewski)

Jest noc. W pomieszczeniu, w którym się znajdujesz, nagle gaśnie światło. Równocześnie rozlega się krzyk: "Pali się!". Rzucasz się do ucieczki. Czy w całkowitej ciemności odnajdziesz drogę do wyjścia? Najprawdopodobniej tak - jeśli pomieszczenie jest ci dobrze znane i stosunkowo niewielkie. Ratunek umożliwi pamięć idiotetyczna, jeden z dwóch rodzajów pamięci przestrzennej człowieka. Pamięć ta bazuje nie na informacjach wzrokowych, lecz pochodzących z wnętrza własnego ciała. W Instytucie Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego w Warszawie sprawdzono, czy działanie tego rodzaju pamięci zmienia się z wiekiem. "To pierwsze tego typu badanie przeprowadzone u ludzi", podkreśla prof. dr hab. Elżbieta Szeląg, kierownik Pracowni Neuropsychologii Instytutu Nenckiego.

Osób po 65. roku życia jest dziś w krajach rozwiniętych nawet 20 razy więcej niż sto lat temu. W tej sytuacji rośnie znaczenie badań nad procesami starzenia, które zachodzą w tkankach i organach, w tym również w mózgu człowieka. Szczególne ważne wydaje się zrozumienie mechanizmów leżących u podłoża zmian w procesach poznawczych podczas starzenia, w tym orientacji w przestrzeni. Ma ona bowiem kluczowe znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania człowieka w życiu codziennym.

"Pamięć przestrzenna u ludzi nie jest monolitem. Wiemy, że składają się na nią procesy odpowiedzialne za działanie przestrzennej pamięci wzrokowej (allotetycznej) oraz niewzrokowej pamięci idiotetycznej. W naszych badaniach sprawdzaliśmy, czy starzenie poznawcze w podobny sposób dotyczy pamięci idiotetycznej, jak i kojarzenia informacji wzrokowych", wyjaśnia dr hab. Małgorzata Węsierska, prof. Instytutu Nenckiego.

Pamięć idiotetyczna wykorzystuje informacje płynące z wnętrza organizmu. Ich źródłem są receptory czucia wewnętrznego, pozwalające określać położenie części ciała względem siebie, oraz układ przedsionkowy (część narządu słuchu), odpowiedzialny m.in. za utrzymanie równowagi i pionizację postawy. Gdy człowiek porusza się w przestrzeni, ślad przebytej drogi jest kodowany w pamięci idiotetycznej. Kiedy musimy dojść do celu po ciemku, informacje te są dla nas niezbędne. "Pamięć przestrzenna jest niezwykle ważna dla człowieka. Nie zdajemy sobie sprawy jak bardzo, dopóki nie zacznie nas zawodzić, na przykład wskutek rozwijającej się choroby Alzheimera", mówi dr hab. Węsierska.

2. Prof. dr hab. Elżbieta Szeląg i prof. nzw. dr hab. Małgorzata Węsierska, obie z Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego w Warszawie, prowadzą pionierskie badania nad procesami starzenia zachodzącymi w pamięci idiotetycznej ludzi. (Źródło: Instytut Nenckiego, Grzegorz Krzyżewski)

Powszechną metodą badania pamięci przestrzennej są testy komputerowe: badany siedzi przed monitorem i przesuwając myszką porusza się w wirtualnej przestrzeni. Osoba poddana takim testom nie przemieszcza się fizycznie. Z tego powodu w eksperymentach z użyciem wizualizacji komputerowej można badać jedynie przestrzenną pamięć wzrokową, a nie pamięć idiotetyczną.

W Instytucie Nenckiego, w ramach Centrum Doskonałości MIND, zbudowano stanowisko do badania pamięci idiotetycznej u ludzi w warunkach naturalnego poruszania się w przestrzeni. Stanowisko - jedno z zaledwie dwóch na świecie - ma kształt kolistej areny średnicy kilku metrów, otoczonej ze wszystkich stron czarnymi, grubymi kotarami. Arena jest zaciemniona i izolowana akustycznie od otoczenia. Aby dodatkowo ograniczyć wpływ bodźców zewnętrznych, badanemu zasłania się specjalną opaską oczy, a na uszy nakłada słuchawki, które dodatkowo tłumią zewnętrzne bodźce akustyczne. "Zadanie jest proste: chodząc po arenie w całkowitych ciemnościach i ciszy należy wrócić do miejsca startu. Powrót rozpoczyna się z tego miejsca na arenie, w którym w słuchawkach pojawia się dźwięk", opisuje dr Justyna Skolimowska z Instytutu Nenckiego. Aktualne położenie człowieka na arenie jest rejestrowane przez program komputerowy dzięki kamerze zainstalowanej na suficie nad areną. Oprogramowanie śledzi ruchy diody umieszczonej na wysięgniku tornistra umieszczonego na plecach badanej osoby.

"Gdybyśmy mogli użyć wzroku, powrót do punktu startu byłby zadaniem banalnym. Ale tak nie jest, ponieważ badany jest odizolowany od wszelkich bodźców zewnętrznych. Nie ma wyboru, musi się zdać całkowicie na pamięć idiotetyczną", mówi dr hab. Węsierska.

Testom poddano 80 zdrowych ochotników, przydzielonych z uwagi na wiek do jednej z dwóch liczbowo równych grup: młodszych (20-29 lat) i starszych (64-77 lat). Każdy badany wykonywał najpierw wzrokowy test komputerowy, sprawdzający zdolność zapamiętywania położeń od jednego do sześciu losowo wybieranych wzorów, które były ukryte w różnych miejscach ekranu. Celem tego testu była ocena uczenia kojarzeniowego o charakterze wzrokowo-przestrzennym. W drugiej części badania na opisanym wyżej stanowisku przeprowadzano testy pamięci idiotetycznej.

Zgodnie z oczekiwaniami badaczy, w teście komputerowym, opierającym się głównie na pamięci wzrokowej, osoby starsze uzyskały gorsze wyniki niż osoby młode, tj. odpowiadały wolniej i popełniały więcej błędów. Natomiast w obu grupach wiekowych nie było istotnych różnic w wykonaniu testu pamięci idiotetycznej, co dotyczyło zarówno kobiet, jak i mężczyzn.

"Wnioski są optymistyczne. O ile u osób zdrowych, niezależnie od płci, sprawność wzrokowej pamięci przestrzennej maleje wraz z wiekiem, o tyle pamięć idiotetyczna okazuje się działać na podobnym poziomie. Zaobserwowane przez nas różnice w efektywności obu rodzajów pamięci, związane z wiekiem, potwierdzają przypuszczenie, że za każdy z nich odpowiadają inne struktury mózgowe", podsumowuje prof. Szeląg.

Wyniki badań zostaną wykorzystane w dalszych pracach nad nowymi testami klinicznymi do wykrywania m.in. choroby Alzheimera na bardzo wczesnym etapie jej rozwoju.

Źródło: Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego Polskiej Akademii Nauk