Jaunais pētnieks: par atmiņu medicīnā, zinātnē un ikdienā

Klāvs Renerts ir Medicīnas fakultātes studiju programmas Medicīna 6. kursa students. Pašlaik viņš izstrādā pētniecisko darbu Miega un atlīdzības ietekme uz atmiņu: funkcionālās magnētiskās rezonanses pētījums Lībekas Universitātē Vācijā.

Darba vadītāji: Lībekas Universitātes klīnikas Neiroloģijas nodaļas vadītājs prof. Tomass Munte (Thomas Münte) un nodaļas vecākais zinātnieks Markuss Heldmans (Marcus Heldmann).

Darbs ieguvis 2. vietu ResearchSlam konkursā, kurā piedalījās maģistranti un doktoranti no visas Latvijas, lai aizraujošā un interesantā veidā iepazīstinātu sabiedrību ar saviem pētījumiem. Nedaudz attālinoties no zinātniskās rutīnas, darbs šajā konkursā tika prezentēts kā atmiņas detektīva mēģinājumi pierādīt atmiņas orgānu korumpēto dabu. Tādēļ tas tika prezentēts ar nosaukumu: Atmiņgeita: monetārās relativitātes ietekme uz atmiņu miegā. Darbs prezentēts arī RSU 63. studentu zinātniskajā konferencē.

Klāvs Renerts par darba tēmas izvēli: "Ar funkcionālo magnētisko rezonansi iespējams redzēt, kas smadzenēs notiek brīdī, kad mēs domājam, jūtam, atceramies. Jau kopš pirmā kursa vēlējos padziļināti iepazīties ar šīs metodes iespējām un trūkumiem. Erasmus augstākās izglītības apmaiņas programmas ietvaros par savu galamērķi izvēlējos Lībekas Universitāti Vācijā, kas aktīvi darbojas miega un atmiņas procesu pētīšanā, izmantojot funkcionālo magnētisko rezonansi. Vēl pirms došanās uz Lībeku uzsāku elektronisko saziņu ar profesoru Tomasu Munti, kura vadītās zinātniskās grupas sastāvā man bija iespēja izstrādāt šo darbu."

Atmiņa ir smadzeņu spēja saglabāt informāciju par apkārtējo vidi vēlākai izmantošanai. Galvas traumas, deģeneratīvās smadzeņu saslimšanas (vēlīns parkinsonisms1, Alcheimera slimība2), kā arī psihiska rakstura traucējumi3 spēj izraisīt patoloģiskas atmiņas funkcijas izmaiņas. Izpratne par slimību balstās uz izpratni par normu. Pētījuma mērķis ir noskaidrot atmiņu ietekmējošo faktoru (miega, monetārā atalgojuma jeb naudas) kopspēli veseliem indivīdiem, lai vēlāk šos datus varētu salīdzināt ar smadzeņu darbību atmiņas traucējumu gadījumā.

No agrākiem pētījumiem zināms, ka nozīmīga loma atmiņas saglabāšanā un atsaukšanā atmiņā ir hipokampam4, kas ir daļa no smadzeņu dopamīnerģiskās (saistīts ar dopamīnu, kas ir viena no vielām, kuras smadzenes izmanto iekšējai komunikācijai un signālu pārvadei) sistēmas, kura atbild arī par atalgojošu un motivējošu stimulu uztveršanu un apstrādi smadzenēs. Tas izskaidro, kādēļ atmiņā labāk saglabājas informācija, kas saistīta ar iespējamo atalgojumu. Tam ir evolucionārs pamatojums: izdzīvošanai būtiskāk atcerēties informāciju, kas saistīta ar atalgojumu, klasiskā izpratnē – barību. Pierādīts, ka cilvēka smadzenes arī monetāru atalgojumu jeb naudu atpazīst kā atalgojumu. No tā izriet secinājums, ka monetārs atalgojums spēj ietekmēt atmiņu.

Mana pētījuma ietvaros 46 dalībnieki piedalījās eksperimentā, kura laikā viņiem bija jāgrupē vārdi, par pareizo atbildi saņemot lielāku vai mazāku atalgojumu. Par pusi vārdu varēja saņemt mazu atalgojumu, t. i., pareizi nosakot, vai vārds ir dzīva būtne vai priekšmets, bija iespējams iegūt 15 vai 50 eiro centus. Par otru pusi vārdu bija iespējams saņemt lielu atalgojumu, t. i., pareizas atbildes gadījumā varēja saņemt 50 vai 100 eiro centus par katru vārdu. Grupējot vārdus, netieši notiek arī to mācīšanās, un vārdi, kas saistīti ar lielāku naudas summu, labāk paliek atmiņā.

Pēc šī uzdevuma puse dalībnieku nakti pavadīja nomodā, bet otra puse naktī gulēja. Pusotru dienu pēc pirmās eksperimenta daļas dalībnieki veica atmiņas pārbaudi, kuras ietvaros jauni vārdi jāatšķir no jau iepriekš redzētajiem. Abas eksperimenta daļas norisinājās, dalībniekiem atrodoties magnētiskās rezonanses iekārtā, un uzdevuma izpildes laikā tika veikti smadzeņu aktivitātes attēluzņēmumi.

Darba mērķis ir noskaidrot, kā atmiņu ietekmē viens un tas pats atalgojuma apmērs (šajā eksperimentā – 50 centi) dažādos kontekstos. Iegūtie dati ļauj vizualizēt norises smadzenēs mācīšanās brīdī un salīdzināt neironu darbību atcerēšanās un aizmiršanas mirkļos.

Līdz šim veiktā iegūto datu analīze liecina:

• atalgojuma sistēma spēj pielāgoties kontekstam, t. i., 50 centi maza atalgojuma kontekstā (15 vai 50 centi) izraisa lielāku smadzeņu aktivitāti nekā 50 centi liela atalgojuma (50 vai 100 centi) kontekstā;
• šis efekts īpaši izteikts dalībniekiem, kuri nakti pavadījuši nomodā. Līdz ar to apstiprināta galvenā pētījuma hipotēze, tomēr analīze turpunās, jo nepieciešams noskaidrot, kā un kādēļ atmiņu un atalgojuma sistēmu ietekmē miegs.

Eksperiments ir daļa no Deutsche Forschungsgemeinschaft finansētā projekta SFB 654 – Plasticity and Sleep.