Onderzoek bevestigt dat ‘ripple-golven’ ervaringen segmenteren en informatie in het geheugen vastleggen.
Onderzoekers van deUniversiteit van Barcelona, het Instituut voor Neurowetenschappen van de UB (UBneuro) en het Instituut voor Biomedisch Onderzoek van Bellvitge (Idibell) hebben voor het eerst bij mensen in reële omstandigheden herinneringen van het type ‘ripple’ ontdekt, een neuraal mechanisme dat fungeert als een marker voor het organiseren enconsolideren van herinneringen. Deze ontdekking, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications, opent nieuwe onderzoeksmogelijkheden voor het begrijpen van de structuur van het geheugen en hoe deze van invloed is op neurologische aandoeningen.
Hoogfrequente golven die herinneringen vastleggen
Ripple-golven zijn hoogfrequente elektrische trillingen die volgens eerder onderzoek bij dieren betrokken zijn bij de communicatie tussen de hippocampus en neocorticale gebieden tijdens het vormen van herinneringen. Nieuw onderzoek toont aan dat deze signalen ook bij mensen aanwezig zijn en op een specifieke manier worden geactiveerd tijdens het verwerken van ervaringen, vooral wanneer de hersenen informatie moeten segmenteren.
Luis Fuentemillia, hoofdonderzoeker en lid van de Groep Cognitieve Functies en Plasticiteit van de Hersenen van Idibell en UBneuro, legde uit dat dit neurale signaal “essentieel” is voor het genereren vansynaptische versterking, waardoor de hersenen herinneringen kunnen vastleggen en versterken.
Experiment met echte verhalende prikkels
Het onderzoek werd uitgevoerd met tien epilepsiepatiënten bij wie om klinische redenen intracraniële elektroden waren geïmplanteerd. De onderzoekers maakten van deze situatie gebruik om de hersenactiviteit van de deelnemers te registreren terwijl ze naar de eerste aflevering van de serie Sherlock keken, die 50 minuten duurde. Deze aanpak maakte het mogelijk om de dynamiek van het geheugen in omstandigheden die dicht bij het dagelijks leven liggen, te bestuderen.
De resultaten tonen aan dat “ripple-golven” worden geactiveerd op belangrijke momenten in het audiovisuele verhaal. In de hippocampus nam hun frequentie toe aan het einde van elke scène of verhalende sequentie, wat wijst op hun rol bij het afsluiten en verpakken van geheugenepisodes. In corticale gebieden daarentegen waren de golven verspreid over de ontwikkeling van de inhoud, mogelijk als onderdeel van de actieve verwerking van informatie.
Coördinatie tussen de hippocampus en de hersenschors
Het team ontdekte een verschillend en complementair activeringspatroon tussen de onderzochte gebieden: terwijl de cortex de huidige informatie analyseert, reageert de hippocampus op veranderingen in de scène door ‘ripple-golven’ te activeren om de inhoud te organiseren en de consolidatie ervan in de vorm van herinneringen te vergemakkelijken.
Dit proces van interregionale coördinatie bevestigt recente theorieën over hoe de hersenen herinneringen opbouwen op basis van voortdurende ervaringen. De ontdekking van dit mechanisme bij mensen bevestigt observaties bij diermodellen en biedt een directe neurofysiologische basis voor het begrijpen van de segmentatie van ervaringen.
Wetenschap onthult geheimen van neurodegeneratie
Gevolgen voor het onderzoek naar geheugenstoornissen
De auteurs benadrukken dat deze ontdekking belangrijke klinische gevolgen kan hebben, met name voor het onderzoek naarneurologische aandoeningen die het geheugen beïnvloeden, zoals de ziekte van Alzheimer of bepaalde vormen van epilepsie. Inzicht in wanneer en hoe de hersenen deze signalen activeren, kan helpen bij de ontwikkeling van behandelingen die de consolidatie van informatie bij mensen met cognitieve stoornissen bevorderen.
Tot nu toe was het detecteren van ‘ripple waves’ bij mensen zeer beperkt vanwege de moeilijke toegang tot de diepe hersengebieden waar ze worden gegenereerd. Dit onderzoek, dat geavanceerde klinische technologieën en een naturalistische experimentele omgeving combineert, is een belangrijke stap in het onderzoek naar de werkelijke mechanismen die ten grondslag liggen aan het geheugen.
