Vědci a ti rozumnější pedagogové už dávno vědí, že šprtání není ten správný způsob, jak si něco zapamatovat, a všichni, kteří se někdy připravovali na nějakou zkoušku, jim dají za pravdu. Nikdo však nevěděl, co vlastně podporuje schopnost ukládání poznatků do paměti. Vědci nyní nahlédli do tajemství tohoto složitého děje.

Vědci z Institutu RIKEN z Wako v Japonsku zkoumali paměť s hodně velkým zvětšením, zajímali se o mozkové procesy na molekulární úrovni. Zjistili, že syntéza proteinů v cerebellu, v mozečku, hraje klíčovou roli v ukládání informací do dlouhodobé paměti a to může pomoci vysvětlit i základní neurologické procesy řídící to, jak si pamatujeme.

K čemu potřebujeme strom života?

Mozeček je část mozku ukrytá částečně pod a částečně mezi týlními laloky mozkových hemisfér. Zajišťuje koordinaci jemných přesných a rychlých pohybů a udržování rovnováhy. Zajímavé také je, že zatímco hemisféry předního mozku kontrolují protilehlé strany těla (levá pravou a naopak), hemisféry mozečku jsou s tělem stranově ve shodě.

Šedá kůra mozečku je zbrázděna pravidelnými, souběžně orientovanými záhyby, jejichž struktura má symbolický název strom života (Arbor vitae).

Z jeho činnosti je pro výzkum japonských vědců nejpodstatnější to, že ovlivňuje i poznávací funkce, zejména zpracování vizuální informace a řeč.

Až k nejvyšší instanci

Když vaše smysly něco zaznamenají, okamžitě to fixuje bezprostřední paměť. Tou projde všechno, co jsme schopni zaznamenat, ale jen na okamžik, asi na 0,1–20 sec. Krátkodobá paměť fixuje to, co si ze záplavy vjemů mozek přebere, a mozek si vybírá podle toho, do jaké míry si s tím, co si má pamatovat, vytváří asociace.

Pokud se mozek na základě nějaké asociace rozhodne, že se jedná o důležitou věc, upevní se informace a zdrží se u nás asi dvacet minut. Krátkodobou paměť už je možné trénovat, takže se zvětšuje její kapacita.

Z krátkodobé paměti se mohou informace přesunout k nejvyšší instanci – do paměti dlouhodobé.

Hledání v lodním pytli

Dlouhodobá paměť, i když to tak někdy nevypadá, je časově neomezená. Ukládají se do ní subjektivně významné zkušenosti a poznatky. Je relativně pasivní a větší část je uschovaná v nevědomí.

Její kapacita je hypoteticky neomezená, trochu připomíná obrovský lodní pytel, ve kterém hledáte druhou suchou botu. A protože vaše vědomí má naopak omezenou kapacitu a je soustředěné na tu jednu konkrétní botu, nedokáže myslet současně na všechno ostatní, co máte v pytli uloženo.

Stejně jako ta bota však většinou vypluje na povrch informace, která je třeba. To, nač je žádoucí si vzpomenout. Někdy izolovaně, někdy navíc v zajímavých souvislostech, protože vjemy, které nepotřebujeme, tak trochu žijí vlastním životem a propojují se navzájem (viz rámeček).

Proč je svědectví nespolehlivé?

Ukládání do dlouhodobé paměti se děje buďto záměrně, nebo nezáměrně a je u různých jedinců v různé době různě efektivní. Psychologové, kteří se zabývají léčbou traumat, vědí své o tom, že se do paměti daleko snáze a pevněji ukládají vjemy, které jsou emočně zabarvené.

Pro záměrné zapamatování si informací se používají různé metody, například mechanické opakování, dělání výpisků ze studované látky nebo hlasité opakování. Ukládání do paměti také pomáhá třídění informací do logických celků.

To však na druhou stranu může ohrozit přesné vybavování vzpomínek, protože při vybavování vzdálenějších vzpomínek je naše paměť spíše rekonstruktivní. Na to si musí dát pozor nejen spisovatelé při psaní pamětí, ale hlavně kriminalisté nebo soudci.

Informace se ukládají, ale jak?

Německý psycholog Herman Ebbinghaus (viz rámeček) zjistil, že nejvíce zapomínáme několik hodin po naučení se dané látky. To, co se podaří v paměti udržet, už se neztrácí tak snadno.

Tzv. „efekt časové vzdálenosti“ vystihuje empiricky ověřenou skutečnost, že lidé i zvířata jsou si schopni pamatovat věci efektivněji, pokud je objem látky určené k zapamatování rozložený do delší doby, než když se snaží zapamatovat si jej celý najednou.

Vědci si tento efekt vysvětlovali tím, že je úzce spjatý s tím, jak dochází ke zpevnění, opakovanému ukládání vjemu z krátkodobé do dlouhodobé paměti. Skryté procesy, které přitom probíhají v neuronech, však zůstávaly dlouho utajeny.

Jednorázové školení je špatná investice

Japonští vědci se rozhodli tento mechanismus prozkoumat a vyvinuli techniku založenou na fenoménu nazvaném horizontální optokinetická odezva – vyrovnávací pohyb očí při učení.

I tímto způsobem se potvrdil jejich předpoklad, podle pokusů na zvířecím modelu zjistili, že dlouhodobá efektivita učení je silně závislá na tom, zda trénink probíhá najednou (třeba jako při jednorázovém školení) nebo v intervalech rozložených v delším čase.

Informace a vjemy získané při jednorázovém tréninku se většinou z paměti ztrácely během následujících 24 hodin. Ty, které byly získané v několika lekcích rozložených v čase, vytvářely trvalejší paměťové stopy.

Intervalový efekt paměti

Výsledky předchozích prací naznačovaly, že tento intervalový efekt je způsobený převodem paměťové stopy z oblasti kůry mozečku, která spojuje jádra odpovědná za pohyb očí s dalšími mozkovými regiony, nazývanými vestibulární jádra.

Pro potvrzení této myšlenky vědci u pokusných zvířat s použitím anestetik „uspali“ zkoumanou oblast kůry mozečku a pak zkoumali, jaký to bude mít vliv na učení, tedy ukládání získaných informací.

Ukázalo se, že všechno, co se naučily myši v jednorázovém tréninku, bylo hodinu poté ztraceno. Tentýž objem informací, které druhá skupina myší získala během tréninku rozfázovaného do několika lekcí v delším čase, však zůstal v paměti uložený.

Intenzivní syntéza proteinů

Proč? Vědci chtěli objasnit i tuhle záhadu a zjistili, že intervalové učení nemá efekt v případě, že byla myším podána antibiotika anisomycin a aktinomycin D, která tlumí syntézu proteinů. Tak se potvrdil předpoklad, že při vytváření paměťové stopy v dlouhodobé paměti dochází v mozku k intenzivní syntéze proteinů.

Vědci předpokládali, že pokud se tento proces nastartuje opakovaně, je účinnější.

Podobnou studií se zabývali i neurologové z americké New York University, kteří také hledali zákonitosti fixování a upevnění informace v paměti, soustředili se na různé fáze procesu syntézy proteinů a zjistili, že to vůbec není jednoduché.

Paměť prosakuje do budoucnosti

Neurologické procesy ukládání vzpomínek do paměti totiž ze všeho nejméně připomínají uspořádané přihrádky. Paměť je dynamická a mění se, když ke starým vzpomínkám přibývají nové. Mezi různě asociovanými nebo podobnými vzpomínkami se vytvářejí vazby bez ohledu na chronologii jejich nabývání.

To je mimochodem princip vytváření toho, čemu se říká osobnostní komplex. Když vaše recitace básničky před publikem skončí ve třech letech fiaskem, ukládá se k této nepříjemné vzpomínce každá další podobná.

Pak už paměť prosakuje do budoucnosti, protože vzpomínky vyvolají takovou trému, že každá další recitace čehokoliv před kýmkoliv prostě „musí“ špatně dopadnout. Samozřejmě dokud se nerozhodnete jinak, jak známe z dějepisu – co bylo, nemusí být na věčné časy.

Stopování krok za krokem

Práce neurologů navazuje na studie podobné té předchozí, které ukazují, že pro ukládání z krátkodobé do dlouhodobé paměti je nezbytná syntéza nových proteinů. Úplně přesně řečeno se „při stabilizaci vzpomínek spouští syntéza nových bílkovin, které jsou nebytné pro molekulární a synaptické změny během fixace a zpevňování paměťové stopy“.

Vědci se zaměřili na syntézu proteinů (proteosyntézu) detailně, zkoumali, jak se liší její průběh během jednorázového a opakovaného ukládání informace do paměti. Předchozí studie zkoumaly proteosyntézu v pozdní fázi, v průběhu prodlužování proteinových makromolekul.

Tato studie je nová i v tom, že zkoumá počáteční fázi, první krok tohoto procesu.

Odpověď je současně otázkou

Pro své pokusy použili vědci opět hlodavce. Používali mírné elektrické šoky doprovázené akustickými signály. Šok si pokusná zvířata bezpečně pamatovala. Druhý den jim pak pro vyvolání vzpomínky na nepříjemný zážitek byl přehrán už jen samotný zvukový signál.

Současně se tímto znovuvyvoláním vzpomínka v paměti zpevnila. V pokusných skupinách zvířat byla hlodavcům v obou těchto krocích injekčně aplikovaná látka, která způsobuje inhibici (tlumení) syntézy proteinů v její první fázi.

Výsledek je zajímavý, ale není z těch, které ukážou definitivní řešení. Tento výsledek otevírá řadu dalších otázek a témat k ověřování a zkoumání. Ukázalo se totiž, že inhibitory časné fáze syntézy proteinů vyřadí efektivně ukládání nepříjemného zážitku, šoku, do paměti, ale nemají vliv na jeho znovuvyvolání, upevnění.

Někdy není lehké zapomenout

Člověk kromě již zmíněného nepříjemného zážitku s recitací zažívá i přímá traumata. Může se stát obětí přepadení, znásilnění nebo se účastní dobrovolně nebo nedobrovolně válečného konfliktu. To se stává základem tzv.

posttraumatického stresového syndromu (PTSD, Posttraumatic Stress Disorder), jehož léčba je velmi obtížná.

Cílem má být právě možnost takové léčby, zmírnění zatěžujících vzpomínek na prožité traumatické události.

„Náš výsledek ukazuje různé efekty použitého typu inhibice syntézy proteinů v jejím prvním kroku na ukládání a upevňování zážitku v paměti. Ukazuje, že se tyto dva procesy liší ve svém principu více, než jsme se předtím domnívali,“ objasňuje profesor Eric Klann, jeden z autorů studie.  „Záleží na pochopení podstaty formování a vyvolávání – playbacku těchto vzpomínek.

Ukazuje se, že nalezení neurologického způsobu léčby může být daleko obtížnější, než jsme dosud mysleli, ale současně je to pro nás obrovská motivace pro další práci.“.

Pokusy na sobě v zájmu vědy

*V roce 1877 se mladému německému filosofovi Hermanu Ebbinghausovi (1850–1909) dostala do ruky knížka o vědeckém zkoumání smyslového vnímání.

*Nadchla ho a to co se dočetl, užil k výzkumu paměti.

*Pokusy dělal sám na sobě.

*Dřel řetězce hlásek, které nemají smysl, nesmyslných slabik.

*Pak se je snažil vybavit v časových rozestupech od jedné hodiny po skončení učení až po jeden měsíc.

*Po devíti hodinách si vybavil 60 % toho, co se naučil, za měsíc zapomněl asi 75 % naučeného. Zjistil, že zapomínání se zpomaluje s časem.

*Z výsledků sestavil tzv. Ebbinghausovu křivku zapomínání, jejíž platnost potvrdily další pokusy.

Protein střižený na míru

Proces, ve kterém se tvoří bílkoviny, proteosyntéza, se skládá ze dvou důležitých kroků.

V tom prvním se v buněčném jádře informace obsažené v konzervativní DNA přepisují a upravují do RNA (z konzervativnější deoxyribonukleové kyseliny do „živější“ ribonukleové). V druhém kroku dochází už mimo jádro, na ribozomech, k překladu genetického kódu do proteinů.

Prakticky to vypadá tak, že připravená tzv. mRNA se provléká skrz ribozom, při tom se čtou její písmena (báze) po trojicích od trojice iniciační. Každé trojici je za asistence dalších speciálních RNA molekul přiřazená jedna aminokyselina a ty jsou pak navzájem napojované do řetězce tzv.

polypeptidu. Této pozdější fázi se říká elongace, prodlužování. Když ribozom dočte k trojici nazývané stop kodon, polypeptidové vlákno je hotové. Buňka si ho pak ještě dál upraví a poskládá, aby hotový protein byl přesně „na míru“.

Záblesky geniality z hlubin nevědomí

*Vzpomínky uložené v paměti žijí svým vlastním životem a poskytují materiál pro jednu speciální funkci mezi vědomím a podvědomím, pro imaginaci, obrazotvornost.

*Vznikající obrazy jsou vlastně spojením předchozích vzpomínek do nových představ, symbolických obrazů, které jsou abstrakcí podobných předchozích zkušeností (produktivní nebo také konstruktivní imaginace).

*Pokud vám to připadá příliš mystické, pak vězte, že mnoho vědeckých i technických objevů se zrodilo z imaginace.

*Z toho okamžiku, kdy spojení souvislostí rychle proletí vědomím, zajiskří a pak trpělivě čeká, až ho dokážeme pojmenovat, uvědomit si ho.

*Imaginace je základem mnoha uměleckých děl a její místo je i v hlubinné psychologii, kde představuje jednu ze základních cest do nevědomí.