A taxisok agya nagyobb, mint a nem taxisoké

Így készülnek az emlékeink (használatukhoz szerelés szükséges)

Az emberi memória és furcsaságai

A memória kifejezést mostanság nap mint nap hallhatjuk, habár jobbára technikai értelemben. A számítógépes memória mindenki által értett, mindennapos fogalommá vált: ez az információ tárolóhelye. Beszélünk a telefon memóriájáról, az iPod memóriájáról, angolul még a pendrive-ot is „memóriapálcikának” nevezik. Márpedig egy pálcikánál nem sok egyszerűbb dolgot lehet elképzelni. Így megbocsátható, ha az emberek úgy hiszik, hogy a komputermemória és az emberi memória nagyjából hasonlóképpen működik. Bemegy az információ, az agy eltárolja, majd, amikor szükség van rá, előhívjuk. Igaz?

Nem igaz. A számítógép memóriájában eltárolt adatok és információk egészen addig ott maradnak, míg nincs szükség rá, akkor pedig előhívhatók. Ha eltekintünk a technikai hibáktól, az elraktározott információ tökéletesen azonos formában nyerhető ki a memóriából, mint ahogy korábban betápláltuk. Eddig egész logikus.

De most képzeljünk el egy számítógépet, amely egyszer csak úgy dönt, hogy a memóriájában tárolt bizonyos információk fontosabbak másoknál – méghozzá olyan okból, amelyre sohasem derül fény. Vagy gondoljunk egy olyan komputerre, mely úgy rendezi aktákba az információt, hogy amögött nincs az ég világon semmi logika, ezért a legalapvetőbb adatok megtalálásához is véletlenszerűen egymásra pakolt mappákat és meghajtókat kell átbogarásznunk. Vagy arra a számítógépre, amely folyton véletlenszerűen, és legfőképp engedély nélkül nyitogatja a legszemélyesebb és legmegalázóbb dolgainkat, például a Gondos bocsokról írt erotikus novelláinkat tartalmazó mappát. Vagy arra a komputerre, amely úgy dönt, hogy nem igazán tetszik neki az elraktározott információ, ezért megváltoztatja azt, hogy megfeleljen az elvárásainak.

Na most képzeljünk el egy számítógépet, amely mindezeket éjt nappallá téve teszi. Egy efféle eszköz a bekapcsolása után fél órán belül repülne ki az irodánk ablakán, hogy egy sürgős és végzetes értekezletet tartson a parkoló aszfaltjával, három emelettel lejjebb.

Agyunk valóban folyton efféle csúfságokat művel az emlékezetünkkel. Csakhogy míg számítógépből mindig tudunk venni egy újabb modellt, vagy visszavihetjük az elromlott készüléket az üzletbe, hogy leordítsuk az eladó fejét, aki ajánlotta nekünk, addig agyunkat nem tudjuk lecserélni. Még csak kikapcsolni sem tudjuk, hogy visszakapcsolva újraindíthassuk a rendszert.

Ez csak egy példa arra, amiért érdemes az agyat egy számítógéphez hasonlítanunk, ha idegtudóssal beszélgetünk – feltéve, ha élvezzük nézni, ahogy egy ember rángatózni kezd a csillapíthatatlan frusztráció miatt. Ez a hasonlat tehát rendkívül leegyszerűsítő és félrevezető, amit az emlékezet működése tökéletesen illusztrál. E fejezetben az agy emlékezőtehetségének néhány megdöbbentő és elképesztő jellegzetességét vesszük górcső alá. Már majdnem azt írtam, hogy „emlékezetes jellegzetességét”, de, tekintve a memória csavaros természetét, ebben sohasem lehetünk biztosak.

Miért is indultam el? (A hosszú és rövid távú memória különbségei)

Ez mindannyiunkkal előfordult már, kivel gyakran, kivel ritkábban. Csinálunk valamit az egyik szobában, majd hirtelen eszünkbe jut, hogy valamiért át kellene mennünk a szomszédos helyiségbe. Útközben azonban valami elvonja a figyelmünket – a rádióban hallott dallam, valaki mond valami vicceset, ahogy elmegyünk mellette, vagy hirtelen megértjük, hogy miért volt az a csavar a kedvenc sorozatunk cselekményében, amin már hónapok óta jár az agyunk. Bármi is az, mire odaérünk a szomszéd szobába, már fogalmunk sincs, hogy miért indultunk el. Mindez annak a meglepően bonyolult mechanizmusnak a frusztráló, dühítő és időrabló következménye, ahogy agyunk feldolgozza az emléknyomainkat.

Az emberi emlékezet működésének talán legismertebb sajátossága, hogy a rövid és a hosszú távú memória elkülönül. Noha jelentősen különböznek egymástól, működésük mégis szorosan összefügg. Az elnevezésük önmagáért beszél: a rövid távú emléknyomok legfeljebb hat percig léteznek, míg a hosszú távú emlékek akár egész életünk során is elkísérhetnek bennünket. Ha valaki rövid távú emlékként utal egy előző nap vagy akár néhány órával korábban történt eseményre, akkor téved: ezt az emléket már a hosszú távú memóriája őrzi.

A rövid távú memóriánkba kerülő ismeretek gyorsan elvesznek, de mégis itt történik az információ tényleges, tudatos feldolgozása – gyakorlatilag azokat a gondolatokat tároljuk itt ideiglenesen, amelyek éppen akkor foglalkoztatnak minket. Azért tudunk rájuk gondolni, mert a rövid távú memóriánkban időznek, hiszen ez a feladata. A hosszú távú memória bőséges információval segíti gondolkodásunkat, de a gondolkodást magát a rövid távú memória intézi. (Emiatt vannak idegtudósok, akik inkább a munkamemória kifejezést szeretik használni, amely gyakorlatilag a rövid távú memóriát jelenti, kiegészítve még néhány extra képességgel.)

Sokakat meg fog lepni, hogy a rövid távú memóriának milyen kicsi a kapacitása. A legfrissebb vizsgálatok azt valószínűsítik, hogy az átlagos rövid távú memória mindössze négy „elemet” képes tárolni egyszerre. Ha kapunk egy szavakat tartalmazó listát, általában csak négy szót tudunk visszaidézni belőle. E képességünket számos kísérletben megerősítették már. Az emberek tehát, ha szavakat vagy más jellegű elemeket tartalmazó listát kell felmondaniuk, átlagosan csak négy elemet képesek biztonsággal felidézni. Sokáig úgy tartották, hogy ez az érték nem négy, hanem hét, plusz-mínusz kettő. E hetest egyenesen a „varázslatos számnak” nevezték, a jelenségre pedig a Miller-törvény címkét aggatták, minthogy George Miller 1950-es évekbeli kísérleteiből vezették le. Miután azonban pontosították a kísérleti eljárást, és újra megvizsgálták, hogy valójában hány elemet vagyunk képesek megbízhatóan visszaidézni, kiderült, hogy leginkább csak négyet.

Amikor a meglehetősen homályos értelmű „elem” kifejezést használom, az nem pusztán azért van, mert nem olvastam elég alaposan utána a témának (mondom, nem pusztán azért van). Az ugyanis, hogy a rövid távú memória számára pontosan mi számít egy elemnek, jelentősen változhat. Az emberek önkéntelenül is technikákat dolgoznak ki, hogy kicselezzék a véges kapacitású rövid távú memóriájukat, és a rendelkezésre álló tárhelyet a lehető legjobban használhassák ki. Az egyik ilyen stratégia a csoportosítás, melynek során a különálló elemekből egyetlen nagy elemet képzünk, hogy ezzel „tömörítsük” a rövid távú memóriánkba zsúfolható információt. Ha például meg kell jegyeznünk a sajt, az anyuka, a szag és a van szavakat, azok külön-külön négy elemnek számítanak. Ha viszont mondatot alkotunk belőlük (Az anyukádnak sajtszaga van.), akkor máris egyetlen elemmé alakítottuk őket. Ennek a rövid távú memóriánk örülni fog – a pszichológiai kísérlet vezetője már kevésbé.

Ezzel ellentétben a hosszú távú memóriánk kapacitásának felső határáról semmit sem tudunk, minthogy még senki sem élt elég sokáig ahhoz, hogy beteljen az emlékezete. Az biztos azonban, hogy szürreálisan nagy a tárhelye. De akkor miért van a rövid távú memória kapacitása ilyen szűkre szabva? Részben azért, mert folyamatosan használjuk. Minden egyes ébren töltött (és néhány alvással töltött) pillanatunkban újabb és újabb dolgokat tapasztalunk és újabb gondolatok jutnak az eszünkbe. Az információ tehát észveszejtően gyorsan érkezik és indul innen tovább, a hely így egyszerűen nem alkalmas a hosszú távú tárolásra, hiszen ahhoz stabilitás és rendezettség kellene. Ha itt tárolnánk mindent, az olyan lenne, mintha minden cuccunkat és iratunkat egy forgalmas reptér bejáratában hagynánk.

A másik ok az, hogy a rövid távú emléknyomok feldolgozása közben nem keletkezik fizikai változás az agyban, azokat csupán az neuronok meghatározott aktivitásmintázata rögzíti ideiglenesen. Hogy egyértelmű legyen: a neuron az agysejtek vagy idegsejtek tudományos elnevezése, és ők a teljes idegrendszer alapvető működési egységei. Gyakorlatilag mindegyikük egy apró biológiai processzor, amely információt képes fogadni, feldolgozni és továbbítani. Ez az információ az idegsejtek sejthártyáján keresztül zajló elektromos aktivitás formájában jut el az idegrendszer egyik pontjából a másikba, az egymással bonyolult kapcsolatokat képező neuronok nyúlványain át. A rövid távú memória tehát az ezért felelős agyterületek (például a homloklebenyben lévő prefrontális kéreg hátulsó-oldalsó területe) idegsejtjeinek aktivitásán alapszik.

Az idegsejtek aktivitásmintázatai segítségével információt tárolni egyáltalán nem egyszerű. Ahhoz hasonló, mintha bevásárlólistát próbálnánk írni a kapucsínónk habjába. Technikailag ugyan lehetséges, hiszen a hab megtartja a betűk formáját néhány pillanatig, minthogy azonban egyáltalán nem tartós, semmi értelme tárolásra használni. A rövid távú memória feladata az információ gyors feldolgozása és manipulálása. Minthogy folyamatosan érkeznek az újabb információk, a rövid távú memória minden lényegtelen részletet figyelmen kívül hagy, gyorsan felülír, vagy egyszerűen hagy semmivé foszlani.

Ez nem bolondbiztos rendszer. Még a legfontosabb adatok is rendszeresen elvesznek a rövid távú memóriából, mielőtt megfelelően feldolgozhatnánk őket, és ez vezet a „Miért is indultam el?” incidensekhez. Emellett a rövid távú memória hamar elér a kapacitása végére, és ha túlterhelődik, akkor a sortűzként záporozó információ miatt nem tud koncentrálni arra, amivel igazán foglalkoznia kellene. Ugye önökkel is előfordult már, hogy hangzavarban (például egy gyerekzsúr vagy munkahelyi értekezlet kellős közepén) próbáltak valakivel beszélgetni, miközben mindenki igyekezett túlkiabálni a másikat, és ekkor beszélgetőpartnerük kijelentette, hogy „ilyen zajban képtelenség gondolkodni”? Ez szó szerint így van: a rövid távú memória nem készült föl arra, hogy megbirkózzon ekkora terheléssel.

Adódik a kérdés: ha a rövid távú memóriánk, ahol minden gondolkodási folyamat zajlik, ilyen kis kapacitással bír, akkor hogy a pokolba tudunk bármit is végiggondolni? Hogy van az, hogy nem csak ülünk elveszetten, és sikertelenül próbáljuk megszámolni az ujjainkat egyik kezünkön? Nos, hála istennek, a rövid távú memória szorosan kapcsolódik a hosszú távú emlékezethez, és ez sok terhet levesz a válláról.

Vegyük például a hivatásos tolmácsokat, akik miközben hosszú és részletekbe menő beszédet hallgatnak, azonnal, szinkron fordítják azt egy másik nyelvre. Ez biztosan nagyobb elmebéli kapacitást igényel annál, mint amivel a rövid távú memória képes megbirkózni. Az a fura, hogy valójában nem. Ha arra kérünk valakit, hogy szinkron tolmácsoljon, miközben még csak tanulja a nyelvet, akkor igen, ez meglehetősen nehéz lesz neki. De a tolmácsok már a hosszú távú memóriájukban tárolják a nyelv szókincsét és szintaxisát (az agynak még kifejezetten a nyelvi feladatokra specializálódott részei is vannak, a Broca-, illetve a Wernicke-terület, mint azt később látni fogjuk). A rövid távú memóriának a szórenddel és a mondatok értelmezésével kell foglalkoznia, és erre képes is, különösen kitartó gyakorlás után. A rövid és hosszú távú emlékezet együttműködése mindenkire igaz: nem kell minden alkalommal újratanulnunk, hogy mi is a szendvics, amikor szendvicsre vágyunk; de simán elfelejthetjük, hogy mit akartunk enni, mire a konyhába érünk.

Sok módja van annak, ahogy az információ a hosszú távú memóriába kerülhet. Tudatos szinten úgy biztosíthatjuk a rövid távú emléknyomok hosszú távúvá alakulását, ha ismételgetjük a fontos információt, például egy telefonszámot vagy valaki nevét. Azért mondogatjuk magunknak, hogy biztosak legyünk benne, hogy nem felejtjük el. Erre azért van szükség, mert a rövid távú emléknyomok hátterében lévő, gyorsan semmivé foszló aktivitásmintázatok helyett a hosszú távú emlékezet az idegsejtek között kialakuló új kapcsolatokon, szinapszisokon alapszik. Ezek pedig akkor jöhetnek létre, ha sokszor ismételgetjük a megjegyezni kívánt ismeretet.

A neuronok az idegi jelzéseket „akciós potenciálok” formájában továbbítják az agytól a test felé és vissza, tehát elektromosság fut végig e bizarr, nyálkás vezetékeken. Általában sok, láncba kapcsolt idegsejt alkotja az idegeket, és ezek vezetik a jelzéseket a szervezet különböző pontjai között. Tehát ahhoz, hogy a jelzés célba érhessen, sokszor át kell lépnie egyik idegsejtről a másikra. Két (vagy esetleg több) neuron között a szinapszis teremt kapcsolatot. Itt nem közvetlen fizikai kontaktusra kell gondolnunk, valójában igen vékony rés marad az egyik idegsejt vége és a következő kezdete között (bár a legtöbb idegsejtnek számos kezdő- és végpontja van, hogy még bonyolultabbá tegyék a dolgokat). Amikor az akciós potenciál eléri a szinapszist, az elöl lévő idegsejt neurotranszmittereknek (idegi ingerületátvivő anyagoknak) hívott vegyületeket bocsát a két neuron közötti szinaptikus résbe. E vegyületek átjutnak a résen, és a második idegsejt membránjában lévő receptorokhoz kapcsolódnak. Amint a neurotraszmitter kölcsönhatásba lépett a receptorral, a második idegsejten is akciós potenciál jön létre, amely eljut a következő szinapszisig, és így tovább. A neurotranszmittereknek számos fajtája van. Gyakorlatilag mindenféle agyi aktivitás alapját e vegyületek képezik, és minden fajtájuknak meghatározott szerepe és feladata van. Speciális receptorok ismerik fel őket, hasonlóan a biztonsági zárakhoz, amelyek csak akkor nyílnak ki, ha a megfelelő kulcsot helyezzük beléjük, a helyes jelszót, ujjlenyomatot, retinamintázatot adjuk meg nekik.

A szinapszisokról azt tartják, hogy ők az agy tényleges információtároló egységei. Ahogy az 1-esek és 0-ák meghatározott sorrendje kódolja a fájlokat a számítógép merevlemezén, a meghatározott agyterületek speciális mintázatban elhelyezkedő szinapszisai kódolnak egy emléknyomot, amelyet akkor idézünk föl, ha e szinapszisok aktiválódnak. Tehát e szinapszisok a memóriaelemek fizikai megtestesülései. Hasonlóan ahhoz, ahogy a megfelelő alakzatban a papírra kent tinta értelmes szavakat alkot, ha ránézünk (már ha általunk ismert nyelven írták), úgy az agy is emléknyomként értelmezi a meghatározott szinapszisok együttes aktiválódását.

Az új szinapszisok születésével kialakuló hosszú távú emléknyomok létrejöttét kódolásnak nevezzük. Ez az emlékek eltárolásának tényleges folyamata.

A kódolást az agy viszonylag gyorsan, bár nem egy pillanat alatt végzi el, így a rövid távú memória nem támaszkodhat erre a folyamatra. Ezért szükséges az információtárolás kevésbé maradandó, de annál gyorsabb mechanizmusa, amelyet már megismertünk. Eközben nem jönnek létre új szinapszisok, mindössze néhány, alapvetően sokfunkciós szinapszis működése válik intenzívebbé. A rövid távú memória ahhoz elég hosszan tudja tárolni az ismereteket, hogy a hosszú távú emlékezetnek ideje legyen kódolni őket.

Nem csak úgy jegyezhetünk meg információkat, hogy addig ismételgetjük őket, míg rögzülnek memóriánkban, és nyilvánvalóan nem is tesszük ezt minden ismerettel, amelyet elraktároz az emlékezet. Nincs ugyanis erre szükségünk. Erős bizonyítékok utalnak arra, hogy valamilyen formában minden, amit valaha tapasztaltunk, rögzül a hosszú távú memóriánkban.

Az érzékszerveinkből érkező minden információ, illetve az általa kiváltott minden érzelmi és kognitív reakció a halántéki lebenyben elhelyezkedő hippokampuszon halad keresztül. A hippokampusz a legaktívabb agyterületek egyike, az állandóan özönlő érzékszervi információt folyamatosan egyedi emlékekké rendezi. Hatalmas mennyiségű kísérleti adat gyűlt mára össze arról, hogy a hippokampuszban történik az emlékek tényleges kódolása. Azok az emberek, akiknek sérült a hippokampuszuk, nem képesek új emlékeket elraktározni, azok pedig, akik folyamatosan tanulnak, és nagy mennyiségű új ismeretet jegyeznek meg, kivételesen nagyra nő ezen agyterületük. A taxisoknak például, minthogy a tájékozódáshoz rengeteg térbeli ismeretet kell elsajátítaniuk, a hippokampuszuk is megerősödik. Vannak kísérletek, amelyekben egyenesen sikerült megcímkézni az újonnan létrejött emlékeket (ez valójában igen összetett folyamat, amelynek során az idegsejtfejlődéshez szükséges fehérjék nyomon követhető változatát fecskendezik be az alanyok agyába). E vizsgálatokból kiderült, hogy a memórianyomok a hippokampuszban jönnek létre. És akkor még nem is beszéltünk a legújabb, agyi képalkotó eljárások segítségével végzett kísérletekről, amelyek élőben képesek nyomon követni a hippokampusz aktivitását.

Az új emlékek tehát elsőként a hippokampuszban jönnek létre, majd szép lassan átkerülnek az agykéregbe, ahogy „hátulról tolják” őket az újonnan képződő memórianyomok. E folyamatot, melynek révén a létrejött emlékek fokozatosan megerősödnek, stabilizálódnak, konszolidációnak nevezzük. Hosszú távú emlékek nem kizárólag a rövid távú memóriában szereplő elemek hosszas ismétlésével jöhetnek létre, viszont ahhoz már fontos a gyakori visszaidézés, hogy pontosan az általunk kívánt struktúrájú információt tároljuk el.

Vegyünk például egy telefonszámot. Ez csak egy számsor, amelyet már tartalmaz a hosszú távú memóriánk. Akkor vajon miért kell kódolnunk újra? Nos, a telefonszám ismételgetésével azt jelezzük agyunk számára, hogy a számok sorrendje is lényeges, így az emléknyom eltárolásakor erre is figyelnünk kell, hogy később is felidézhető maradjon. A rövid távú memóriában való ismétlések úgy működnek, mintha fognánk egy információrészletet, és ráragasztanánk egy „Sürgős!” feliratú cetlit, majd továbbküldenénk az irattározó osztályra.

Rendben, tehát a hosszú távú memória mindent megjegyez. De akkor hogyan felejtünk el mégis annyi dolgot? Jó kérdés.

Az általános vélekedés szerint az elfelejtett emlékek technikailag továbbra is ott vannak az agyban (kivéve, ha olyan trauma ér minket, amely fizikailag megsemmisíti őket – bár ebben az esetben a barátunk születésnapjának elfelejtése lesz a legkisebb problémánk). A hosszú távú emlékeknek három fázison kell keresztülmenniük ahhoz, hogy használni tudjuk őket. Először is létre kell jönniük (ez a kódolás), aztán hatékonyan el kell tárolnunk (először a hippokampuszban, majd később az agykéregben), végül fel kell tudnunk idézni őket. Ha nem tudunk előhívni egy emléket, akkor pont annyira hasznos, mintha egyáltalán nem is lenne ott. Olyan ez, mintha nem találnánk a kesztyűnket. Továbbra is létezik a kesztyű, továbbra is a miénk, de mégis fázik a kezünk.

Vannak emlékek, amelyeket könnyen felidézünk, mert lényegesek (tehát fontosak, intenzívek, nagy a jelentőségük). Azokat a memórianyomokat, amelyekhez erős érzelmek kapcsolódnak – mondjuk az esküvőnk, az első csók, vagy az a nap, amikor az automata két zacskó chipset dobott ki, holott csak egyért fizettünk –, általában könnyen előhívhatjuk. Sőt, nemcsak az eseményt magát idézzük ilyenkor föl, de az összes hozzá kapcsolódó emóciót, gondolatot, érzékletet. Ezek mind újabb és újabb kapcsolatokat hoznak létre az agyban az emlék körül, aminek következtében az előbb említett konszolidációs folyamat sok fontosságot jelző címkét aggat rá. Emiatt további kapcsolatok alakulnak ki a memóriában, és az emlék egyszerűen felidézhetővé válik. Ezzel szemben azok a memórianyomok, amelyekhez alig vagy egyáltalán nem kötődnek lényeges kapcsolatok (például a 473. dögunalmas utazásunk a munkába), csak minimális konszolidáción esnek át, így előhívásuk majdnem lehetetlen.

Dean Burnett: Az idióta agy – Miben töri a fejét a szürkeállományunk

Partvonal, 2019

Kiemelt kép: Getty Images