Η ιδέα ότι η μνήμη λειτουργεί σαν ένας απλός διακόπτης – αποθήκευση ή διαγραφή – ήταν πάντα βολική αλλά μάλλον υπερβολικά απλουστευμένη. Νέα έρευνα από το Skoler Horbach Family Laboratory of Neural Dynamics and Cognition, με επικεφαλής την Priya Rajasethupathy, δείχνει ότι η πραγματικότητα είναι πολύ πιο σύνθετη: οι αναμνήσεις που μένουν για καιρό δεν εξαρτώνται από έναν και μόνο βιολογικό μηχανισμό, αλλά από μια ακολουθία διεργασιών που σχηματίζουν αυτό που οι ερευνητές αποκαλούν αλυσίδα μοριακών χρονομέτρων. Ένα σύστημα που ενεργοποιείται ταυτόχρονα σε διαφορετικά σημεία του εγκεφάλου και λειτουργεί σαν πολυεπίπεδο χρονοπρογραμματισμένο φίλτρο, αποφασίζοντας ποιες εμπειρίες μένουν και ποιες χάνονται.
Για δεκαετίες, η κυρίαρχη θεωρία έλεγε ότι ο δρόμος της μνήμης περνά από το δίδυμο ιππόκαμπου–φλοιού: εκεί σχηματίζεται αρχικά η εμπειρία, και αργότερα σταθεροποιείται ώστε να γίνει μακροχρόνια. Το μοντέλο αυτό εξηγούσε αρκετά, αλλά άφηνε πίσω του ένα κρίσιμο ερώτημα: τι καθορίζει τη διάρκεια μιας μνήμης; Πώς γίνεται ορισμένες να επιβιώνουν για δεκαετίες, ενώ άλλες εξαφανίζονται μέσα σε λίγες μέρες;
Το 2023 ήρθε το πρώτο ρήγμα σε αυτή την εικόνα, με μια ανακάλυψη που ανέδειξε τον ρόλο του θαλάμου όχι μόνο στη «συγκέντρωση» των εμπειριών, αλλά και στη μεταφορά τους προς τον φλοιό για αποθήκευση. Η νέα εργασία πάει ακόμη παραπέρα, χαρτογραφώντας με ακρίβεια τον τρόπο με τον οποίο διαφορετικά γονίδια ενεργοποιούνται σε διαδοχικά στάδια για να διατηρήσουν, ή να χάσουν, ένα αποτύπωμα στον εγκέφαλο.
Η έκπληξη ήρθε μέσα από ένα πείραμα με ποντίκια σε περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας. Εκεί, οι ερευνητές μπορούσαν να ελέγχουν πόσο συχνά επαναλαμβάνονταν συγκεκριμένες εμπειρίες, εξετάζοντας στη συνέχεια για πόσο διάστημα τα ζώα θυμούνταν όσα έζησαν. Η διάρκεια της μνήμης διέφερε αισθητά από ποντίκι σε ποντίκι, κάτι που οδήγησε την ομάδα να εξετάσει ποιες μοριακές υπογραφές εμφανίζονταν στον ιππόκαμπο, στον φλοιό και κυρίως στον θάλαμο των πιο «αποδοτικών» στη μνήμη ζώων.
Για να ξεχωρίσουν, όμως, τι προκαλεί πραγματικά τη διατήρηση της μνήμης και τι αποτελεί απλώς συσχέτιση, η ερευνητική ομάδα αξιοποίησε μια εξειδικευμένη πλατφόρμα CRISPR σχεδιασμένη από την Celine Chen. Με αυτήν απενεργοποίησαν στοχευμένα γονίδια σε θάλαμο και φλοιό. Το αποτέλεσμα ήταν ενδεικτικό: όταν «έσβηναν» συγκεκριμένα γονίδια, η διάρκεια της μνήμης μειωνόταν δραματικά. Ακόμη πιο εντυπωσιακό ήταν πως κάθε μόριο σχετιζόταν με διαφορετικό χρονικό στάδιο. Κάποια επηρέαζαν τις πρώτες μέρες μιας μνήμης, άλλα τις επόμενες εβδομάδες, ενώ άλλα κρατούσαν τις εμπειρίες ζωντανές σε βάθος χρόνου.
Από τα δεδομένα ξεδιπλώνεται ένα μοντέλο τριών φάσεων που λειτουργεί σαν γραμμική σκυτάλη. Αρχικά, μετά τη δημιουργία της μνήμης στον ιππόκαμπο, μπαίνει στο παιχνίδι η Camta1, η οποία ενεργοποιεί γονίδια που σταθεροποιούν το αποτύπωμα. Σε δεύτερη φάση, η Tc4 ενισχύει τη συνοχή μεταξύ των νευρικών κυττάρων, παρέχοντας δομική υποστήριξη στο δίκτυο που σχηματίστηκε. Το τελικό στάδιο περιλαμβάνει την Ash1l, η οποία διαχειρίζεται βαθύτερους epigenetic μηχανισμούς, αναδιαμορφώνοντας τη χρωματίνη ώστε η μνήμη να παραμείνει προσβάσιμη για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Η πρόοδος από τη μία φάση στην επόμενη δεν είναι εγγυημένη· αν κάτι διακοπεί, η μνήμη απλά φθίνει.
Η Rajasethupathy το περιγράφει με μια εύστοχη εικόνα: η μνήμη δεν «ανάβει» με έναν διακόπτη, αλλά χτίζεται μέσα από μια ορχήστρα διαδικασιών που λειτουργούν σε σειρά, αλλά και σε πολλαπλές περιοχές του εγκεφάλου. Αυτό όχι μόνο επαναπροσδιορίζει όσα πιστεύαμε για τις μακροχρόνιες αναμνήσεις, αλλά και ανοίγει έναν νέο δρόμο για τη μελέτη παθήσεων όπου η μνήμη καταρρέει. Αν κατανοήσουμε πώς λειτουργούν οι μοριακοί αυτοί χρονοδιακόπτες, ίσως μια μέρα να μπορέσουμε να τους ενισχύσουμε όταν οι αναμνήσεις αρχίζουν να ξεθωριάζουν.
