Minni og hugsun

Hvernig munum við það sem gerðist í gær?

Allar lífverur þurfa minni af einhverju tagi til að komast af frá degi til dags. Þær lífverur sem hafa miðtaugakerfi hafa þó mun meiri hæfileika til að muna en þær sem frumstæðari eru og það sem við eigum venjulega við þegar talað er um minni er eitthvað sem gerist í heilanum. Minni og hugsun eru nátengd og öll hugsun byggist að verulegu leyti á því sem við munum. Mikilvægt er fyrir hugsun og ályktunargáfu að hafa gott minni. Gott minni er líka eitt af því sem gerir vissa einstaklinga það sem við köllum gáfaðir. Minni má samt ekki vera of gott og ef við gleymdum engu af því sem við upplifðum er nokkuð víst að við mundum fljótlega missa hæfileikann að hugsa og síðan missa vitið eins og það er kallað.

Sumir vilja túlka nokkrar af dróttkvæðum vísum Egils Skallagrímssonar á þann hátt að hann hafi gert sér grein fyrir því að við hugsum með höfðinu. Þetta verður þó að teljast ósannað og svo mikið er víst að fornmenn veltu þessu ekki mjög mikið fyrir sér og margir álitu að hugsun og tilfinningar byggju í hjartanu. Við vitum núna að minni og öll hugsun á sér stað í heilanum en við vitum ekki ennþá hvernig þetta gerist. Ekki komst skriður á rannsóknir af þessu tagi fyrr en fyrir 20-30 árum og að sumu leyti hafa þær gengið afskaplega hægt. Fyrr á öldinni var nokkuð vinsæl kenning um það á hverju minnið byggðist stundum kölluð afafrumukenningin. Samkvæmt þessari kenningu áttu öll minnisatriði varðandi eitthvert afmarkað atriði, eins og t.d. afa viðkomandi einstaklings, að vera geymd í einni frumu í heilanum. Þessi kenning var smám saman afskrifuð þegar farið var að rannsaka fólk sem hafði fengið heilaskemmdir vegna slysa eða skurðaðgerða. Samkvæmt afafrumukenningunni ætti slíkt fólk að gleyma alveg vissum atriðum en muna önnur. Þetta gerist ekki svona og fólk getur fengið miklar heilaskemmdir án þess að minni þeirra skerðist. Samt getur hegðun fólks tekið breytingum eftir slík áföll eins og eftirfarandi saga lýsir: Bifvélavirki varð fyrir slysi og fékk talsvert miklar skemmdir á heila. Hann jafnaði sig þó vel og fór að vinna aftur á sama verkstæði og áður. Minni hans og þekking á vélum virtust óskert eftir slysið og hann var að mati félaga sinna jafn góður bifvélavirki og áður. Hins vegar framkvæmdi hann ýmsa hluti á óvenjulegan hátt, og ef hann vann t.d. við viðgerð á einhverjum vélarhlut gerði hann það bograndi á gólfinu í stað þess að hafa hlutinn á vinnuborði. Væri honum bent á að þægilegra væri að hafa hlutinn á borðinu en á gólfinu var eins og hann skildi ekki ábendinguna.

Sumir hafa haldið því fram að til séu mismunandi tegundir af minni, t.d. minni um orð og tungumál annars vegar og atburði hins vegar. Einnig vilja sumir skilja á milli skammtímaminnis og langtímaminnis. Aðrir ganga út frá því að allt minni sé í eðli sínu eins.

Ýmsar kenningar hafa komið fram um það á hverju minnið byggist. Einn möguleikinn er að minni byggist á myndun próteina. Lítil takmörk eru á því hve mörg mismunandi prótein frumur líkamans geta myndað og hugmyndin var að eitt minnisatriði svaraði til ákveðins próteins. Við fyrstu kynni af einhverju, t.d. orði eða hugtaki, myndaðist svolítið af próteininu en við nánari kynni yrði myndun þess meiri og næði að lokum því marki að búið væri að festa þetta tiltekna atriði í minninu. Þessi kenning er að ýmsu leyti aðlaðandi í einfaldleika sínum en erfitt er að ímynda sér hvernig þessu væri stjórnað og hvernig heilafrumurnar skynjuðu próteinin. Nú á tímum þykir þessi kenning því afar ósennileg. Stungið var upp á þeim möguleika að í heilanum væru stöðugar bylgjuhreyfingar sem sköruðust, líkt og þegar mörgum steinum er kastað í lyngt vatn. Þar sem bylgjurnar mætast myndast flókin truflun og fræðilega séð gæti þessi truflun geymt mikið magn upplýsinga. Hér kemur aftur upp svipað vandamál og með próteinin, erfitt er að skilja hvernig upplýsingum væri komið fyrir í slíku kerfi og hvernig hægt væri að sækja þær. Sú kenning sem flestir telja líklegasta er að minnið sé geymt í tengingum milli taugafrumna. Þessar tengingar byggjast á losun taugaboðefna í einni frumu og skynjun boðefnanna í annarri frumu og vitað er að frumurnar geta breytt slíkum tengingum, gert þær virkar eða óvirkar. Ef reynt er að áætla fjölda slíkra tenginga í heilanum og fjölda minnisatriða sem mannsheilinn getur geymt (hvort tveggja er reyndar nánast ómögulegt) fást tölur sem líklegt er að gætu passað. Nálægt miðju heilans er svæði sem nefnist dreki (hippocampus) og virðist þetta svæði hafa sérstaka þýðingu fyrir minnið. Nýlega var skýrt frá tilraunum með erfðabreyttar mýs sem voru þannig útbúnar að ákveðinn erfðastofn í taugafrumum drekans var óvirkur og við það mynduðust ekki viðtakar fyrir taugaboðefnið NMDA (N-metýl-D-aspartat). Minni þessara músa var greinilega skert og svo virtist sem þær ættu erfitt með að læra leið í völundarhúsi. Niðurstöður þessara tilrauna styðja kenninguna um að minnið byggist á tengingum milli taugafrumna og undirstrikar einnig þýðingu drekans í þessu samhengi.

Heimasíða Magnúsar Jóhannssonar