Una dintre cele mai interesante descoperiri ale fizicii din secolului trecut a fost existența antimateriei. Aceasta este formată din antiparticule subatomice având o sarcină electrică opusă particulelor ce formează materia obişnuită. Descoperirea antimateriei a aprofundat înțelegerea Universului și legile fizicii, iar acum aceeași idee este propusă pentru a explica ceva la fel de misterios: memoria.

AntimemoriaCredit: Naeblys/shutterstock.com

Atunci când memoriile sunt create şi rememorate se formează noi conexiuni electrice între neuronii din creier. Memoria este reprezentată de aceste legături noi dintre neuroni. O nouă teorie, susținută de cercetări pe animale şi de modele matematice, sugerează că atunci când o memorie este creată se formează şi o „antimemorie” prin intermediul unor conexiuni între neuroni care formează un model în oglindă al activității electrice în comparaţie cu neuronii din memoria obişnuită. Oamenii de știință cred că astfel se asigură echilibrul activităţii electrice din creier.

Conexiunile dintre neuroni se întăresc prin procesul normal de învățare. Activitatea electrică în creier este fin echilibrată şi orice excitație excesivă în creier perturbă acest echilibru. De fapt, se crede că dezechilibrul electric stă la baza unora dintre problemele cognitive asociate cu afecțiunile psihice și psihologice, cum ar fi autismul și schizofrenia.

În încercarea de a înțelege efectele dezechilibrului electric din creier, oamenii de știință au ajuns la concluzia că trebuie să existe un al doilea proces în procesul de învățare care acționează pentru a reechilibra excitația cauzată de noua memorie și să păstreze întregul sistem sub control. Teoria susţine că la fel cum există materie și antimaterie, trebuie să existe o antimemorie pentru fiecare memorie. Prin intermediul antimemoriei se realizează oglindirea precisă a excitaţiei electrice din noua memorie, ceea ce asigură echilibrul sistemului.

Cum acţionează antimemoria?

Dovezile privind existenţa antimemoriei au provenit în urma unor experimente pe șoareci şi şobolani și datorită unor modele matematice. Experimentele pe animale au necesitat înregistrarea activităţii creierului direct din interiorul acestuia cu ajutorul unor electrozi și având în vedere că această tehnică nu a fost testată pe creierul uman oamenii de știință nu pot susţine existenţa antimemoriei la om prin măsurători directe. Într -un studiu publicat în revista Neuron, o echipă de cercetători de la University of Oxford şi University College London au propus o metodă inteligentă pentru a determina dacă memoria umană funcționează similar cu memoria animalelor testate anterior.

În cadrul unui experiment subiecții testați au învăţat ceva nou, ceea ce a condus la crearea unor memorii noi în creierul acestora. După câteva ore cercetătorii au folosit tehnica de scanare a creierului prin rezonanţă magnetică funcţională (fMRI) pentru a examina creierul participanților la experiment şi nu au găsit nicio urmă privind prezența antimemoriei. Apoi au aplicat un curent electric de slabă intensitate în zona creierului în care s-a format memoria (folosind o tehnică sigură denumită stimulare transcraniană prin curent continuu – anodal transcranial direct current stimulation). Astfel ei au reuşit să reducă activitatea creierului în acea zonă și să dezvăluie memoria ascunsă.

Funcționarea antimemorieiFuncţionarea antimemoriei. Credit: HC Barron et al/Neuron

În diagrama de mai sus se arată prin intermediul a patru pătrate colorate funcţionarea memoriei şi antimemoriei în timpul procesului de învăţare. Cele două perechi se formează în timpul învăţării, memoria fiind reprezentată de legăturile portocalii dintre două pătrate. Odată cu crearea acestor legături, excitația din creier cauzată de învățare și formarea memoriei este echilibrată de antimemoria reprezentată de noile linii gri. În pătratele galbene de mai jos se reprezintă rata de ardere a neuronilor în timpul procesului de învățare.

În concluzie, se pare că şi la om antimemoria are un rol important în prevenirea acumulării unor excitații electrice potenţial periculoase în creier, care ar putea duce la epilepsie sau convulsii. Se crede că antimemoria are, de asemenea, un rol important în oprirea activării spontane a amintirilor, ceea ce ar duce la confuzie și perturbarea gravă a proceselor de gândire.

La fel cum teoria matematică a antimateriei, descoperirea ulterioară a antimateriei în natură și crearea acesteia în laborator au fost extrem de importante pentru fizica secolului 20, se pare că cercetarea antimemoriei are potenţialul de a revoluţiona înţelegerea noastră asupra creierului.

Traducere şi adaptare după Antimatter changed physics, and the discovery of antimemories could revolutionise neuroscience