Forfattere
Vi interagerer med verden hele tiden. Men minderne om vores oplevelser lagres som individuelle begivenheder. Når vi for eksempel tager på en biltur, husker vi ikke, hvad der sker sekund for sekund. I stedet husker vi kun nogle få særlige øjeblikke eller begivenheder fra turen, som f.eks. dansen omkring lejrbålet. Vores hjerner udvinder konstant mindeværdige begivenheder, mens vi interagerer med verden, og vi organiserer disse begivenheder baseret på deres relevans. Denne proces svarer til at gruppere billeder fra en biltur i forskellige mapper på computeren, så vi effektivt og præcist kan genfinde disse minder i fremtiden. Hvordan skaber hjernen disse mindeværdige begivenheder? I denne artikel vil du lære om to grupper af neuroner inde i hjernen, som hjælper med at opnå denne bemærkelsesværdige bedrift. Du vil også lære om, hvordan aktiveringen af disse neuroner former dannelsen og genfinding af minder.
Forestil dig en typisk skoledag. Du har timer i matematik, naturfag og sprog. Kan du huske hver sætning, hver lærer sagde? Sandsynligvis ikke. Men du vil næsten helt sikkert huske noget fra hver time. Måske en matematisk ligning, en gådefuld videnskabelig observation, en ny grammatisk regel eller endda en vittighed, som en klassekammerat fortalte dig midt i timen. Når du kommer hjem, og din mor eller far spørger dig om din dag i skolen, hvordan vil du så beskrive den? Vil du fortælle dem alle detaljerne fra din dag i den specifikke rækkefølge, som du oplevede dem? Det gør du nok ikke. Faktisk vil du måske have svært ved at huske, om den nye vittighed skete før eller efter naturfagstimen. Det skyldes, at vi kun uddrager de vigtige øjeblikke eller begivenheder fra det, vi oplever, og gemmer dem i hukommelsen [1].
Det er sværere at genfinde hukommelseshændelser på tværs af forskellige situationer eller kontekster, f.eks. ting, der skete i matematiktimerne, i forhold til ting, der skete i naturfagstimerne. Dette er relateret til den velkendte “doorway”-effekt [2], hvor en persons hukommelse af, hvad der skete i et rum, falder, når de går gennem en døråbning til et andet rum. Denne overgang fra en situation eller kontekst til en anden kaldes et kontekstskift. Er du nogensinde gået ind i et rum med et bestemt formål i tankerne, men glemt, hvad formålet var, da du kom derind? I så fald har du oplevet “doorway”-effekten. Så kontekstskift markerer begyndelsen og slutningen af en begivenhed, eller med andre ord begivenhedsgrænser. Hvordan registrerer vores hjerner grænser for begivenheder?
Hjernen består af celler kaldet neuroner, der overfører og behandler information fra omverdenen (for mere information om, hvordan hjernen kommunikerer med kroppen, se denne Frontiers for Young Minds-artikel). Tænk på neuroner som eksisterende i en af to tilstande: aktiveret eller inaktiv. Neuroner kan skifte mellem disse to tilstande når som helst. Tyve patienter med en hjernesygdom kaldet medicinresistent epilepsi meldte sig frivilligt til at deltage i vores undersøgelse (for mere information om epilepsi, se denne Frontiers for Young Minds artikel). Disse patienter havde måleudstyr kaldet elektroder indopereret i forskellige hjerneområder for at diagnosticere, hvilke dele af hjernen deres anfald kom fra. I vores undersøgelse kunne vi også bruge disse elektroder til at “lytte med” på hjernen for at forstå, hvordan vores hjerner registrerer grænser for begivenheder. Når neuroner i nærheden af elektroden er aktive, ser vi små stigninger (trekanter i figur 1) i de signaler, vi registrerer fra hjernens neuroner.
Mens vi overvågede deres neurale signaler, udførte deltagerne et hukommelseseksperiment (figur 2). De så 90 tavse videoklip, der indeholdt forskellige slags grænser. Klip uden grænser indeholdt kontinuerlige optagelser uden nogen form for redigering. Klip med bløde og hårde grænser indeholdt begge sceneovergange, som du sikkert har set mellem scener i film. Bløde grænser klipper til en relateret scene, men hårde grænser klipper til en helt urelateret scene. For eksempel er en scene med en person, der griller, og som skifter fra et sidebillede til et bagfra-billede, en blød grænse, mens en scene, der skifter fra at lave kaffe til at folde en paraply sammen, er en hård grænse (figur 2A).
Er hjernen opmærksom på disse forskellige grænser, når den ser et klip? Helt sikkert! Vi fandt ud af, at to grupper af neuroner hjalp med at identificere forskellige slags begivenhedsgrænser (figur 3A). Grænse-neuroner aktiveres meget, når deltagerne ser videoklip af både bløde og hårde grænser, mens event neurons aktiveres kun meget ved hårde grænser. Begge typer neuroner er primært placeret i hippocampus et hjerneområde, der er ansvarligt for at skabe nye erindringer.
Hvordan former neuronernes respons på hændelsesgrænser hukommelsen? For at besvare dette spørgsmål, lad os se på den anden del af hukommelsesspillet (figur 2B,C). Efter at have set alle 90 klip, testede vi deltagernes hukommelse om hvert klip på to forskellige måder. Scenegenkendelsesopgaven hjalp med at vurdere, hvor godt deltagerne genkendte indholdet af klippet. Deltagerne blev præsenteret for et enkelt billede fra et af klippene. De blev bedt om at trykke på knappen og beslutte, om de havde set denne frame (“gammel”) eller ej (“ny”). Den anden test var en tidsdiskriminationsopgave, hvor vi testede, om deltagerne kunne huske den korrekte rækkefølge af billederne fra de videoer, de så. Deltagerne blev præsenteret for to billeder side om side på skærmen, et fra før og et fra efter en begivenhedsgrænse. De blev bedt om at vælge, hvilken frame der blev set tidligere i det originale klip.
I scene-genkendelsesopgaven fandt vi, at deltagerne var bedre til at genkende de billeder, der blev præsenteret kort efter en begivenhedsgrænse. Derimod huskede de billeder, der var længere væk fra begivenhedsgrænsen, dårligere. Det tyder på, at hjernen tager mentale “snapshots” kort tid efter, at den har mødt en begivenhedsgrænse. I tidsdiskriminationsopgaven var det sværere for deltagerne at afgøre, hvilken frame der skete først, når disse frames var adskilt af en hård grænse. Dette svarer til “døråbnings”-effekten, som blev diskuteret ovenfor.
Ved at binde vores resultater sammen fandt vi, at neural aktivering ved begivenhedsgrænser forudsagde, hvor gode deltagernes minder om klippene var. For et givet klip, hvis boundary neurons aktiverede meget ved bløde og hårde grænser, var deltagerne mere tilbøjelige til at huske, om de havde set et billede fra klippet eller ej (figur 3B). I mellemtiden, hvis begivenhedsneuroner aktiveres mindre ved hårde grænser, var deltagerne mere tilbøjelige til at huske rækkefølgen af rammer fra deres sete klip (figur 3C). Hårde grænser hjalp med at etablere minder om selve begivenheden, men gjorde det svært at huske den rækkefølge, som begivenhederne skete i.
I denne undersøgelse brugte vi videoklip til at efterligne oplevelser fra det virkelige liv og til at undersøge, hvordan menneskers hjerner danner og henter minder. Vi fandt ud af, at begivenhedsgrænser former vores hukommelse. Genkendelseshukommelsen forbedres for ting, der sker lige efter begivenhedsgrænser, mens hukommelsen for rækkefølgen af begivenheder reduceres af hårde grænser. Vi identificerede to grupper af neuroner, der markerer grænser for begivenheder. Grænse-neuroner aktiveres ved både bløde og hårde grænser, mens begivenheds-neuroner kun reagerer på hårde grænser.
Disse resultater viser, hvordan hjernens neuroner hjælper med at nedbryde kontinuerlige oplevelser til individuelle begivenheder – et fundamentalt, men mystisk aspekt af menneskets hukommelse. De effekter, vi observerede, har potentielle anvendelser i fremtiden. For eksempel kan en øget aktivering af grænseneuroner og begivenhedsneuroner måske hjælpe mennesker med hukommelsesforstyrrelser, som har svært ved at opdage begivenhedsgrænser eller huske rækkefølgen af begivenheder. Vores resultater åbner også op for en masse interessante spørgsmål. Kan grænseneuroner og begivenhedsneuroner markere begivenhedsgrænserne fra et lydsignal som f.eks. en podcast? Hvad sker der i hjernen for at aktivere boundary neurons og event neurons? Hvorfor bekymrer hjernen sig om begivenhedsgrænser? Vi håber, at unge forskere som dig vil hjælpe os med at besvare alle disse spørgsmål i fremtiden.
Kontekst: Rammerne for en begivenhed, herunder hvad der sker, hvor det sker, og hvornår det sker.
Kontekstskift: Ændringer af begivenhedens rammer, herunder skift til et andet emne, sted og emne.
Begivenhedsgrænse: Det øjeblik, hvor man skifter fra en begivenhed til en anden.
Neuron: Hjerneceller, der modtager sensorisk information fra den ydre verden og kommunikerer med andre neuroner og kroppen.
Elektrode: En enhed, der kan registrere elektrisk aktivitet fra neuroner.
Grænse-neuroner: Neuroner, der aktiveres meget ved de bløde og hårde grænser i videoklip.
Begivenhedsneuroner: Neuroner, der aktiveres meget ved de hårde grænser for videoklip.
Hippocampus: En søhesteformet region dybt inde i hjernen, som er afgørende for hukommelsen. Navnet kommer fra græsk: “hippos” betyder “hest” og “kampos” betyder “søuhyre”.
[1] Radvansky, G. A., og Zacks, J. M. 2014. Event Cognition. Oxford University Press. doi: 10.1093/acprof:oso/9780199898138.001.0001
[2] Radvansky, G. A., og Copeland, D. E. 2006. At gå gennem døråbninger forårsager glemsel: situationsmodeller og oplevet rum. Mem. cogn. 34:1150-6. doi: 10.3758/BF03193261
Mennesker har lavet musik i titusinder af år. Men hvad sker der i din hjerne, når du lytter til dit yndlingsband eller din yndlingsmusiker? I denne artikel følger du lydens rejse fra ørerne til hjernen, hvor forskellige områder arbejder sammen, mens du lytter til musik. Musik involverer mange hjernefunktioner, såsom lydbehandling, hukommelse, følelser og bevægelse. Du vil også opdage, at hjernen kan lære at genkende velkendte mønstre i musik, hvilket kan hjælpe med at forklare, hvorfor musik kan gøre os glade, triste eller endda ophidsede. Til sidst vil du udforske, hvad der sker i musikeres hjerner, når de spiller på deres instrumenter.
…
Kunstig intelligens (AI) systemer bliver ofte rost for deres imponerende præstationer inden for en lang række opgaver. Men mange af disse succeser skjuler et fælles problem: AI tager ofte genveje. I stedet for virkelig at lære, hvordan man udfører en opgave, bemærker den måske bare enkle mønstre i de eksempler, den har fået. For eksempel kan en AI, der er trænet til at genkende dyr på fotos, stole på baggrunden i stedet for selve dyret. Nogle gange kan disse genveje føre til alvorlige fejl, såsom en diagnose fr , der er baseret på hospitalsmærker i stedet for patientdata. Disse fejl opstår selv i avancerede systemer, der er trænet på millioner af eksempler. At forstå, hvordan og hvorfor AI tager genveje, kan hjælpe forskere med at designe bedre træningsmetoder og undgå skjulte fejl. For at gøre AI mere sikker og pålidelig skal vi hjælpe den med at udvikle en reel forståelse af opgaven – ikke bare gætte ud fra mønstre, der har fungeret tidligere.
…
Er du nogensinde faldet og slået hovedet, mens du legede? Følte du dig lidt svimmel og havde ondt i hovedet? Hvis ja, kan du have fået en hjernerystelse! Hjernerystelser kan ske hvor som helst. De kan ske under sport, når du leger med dine venner eller endda når du cykler med dine forældre. Det kan være svært at vide, om du har fået en hjernerystelse. Mange børn og forældre er ikke sikre på, hvad de skal gøre, hvis nogen får en hjernerystelse. Læger og forskere ved, at det hjælper dig med at komme dig hurtigere, hvis du gør det rigtige efter en hjernerystelse. Denne artikel forklarer, hvad en hjernerystelse er. Den hjælper dig med at se, om du eller en ven har fået en hjernerystelse, og fortæller dig, hvad du skal gøre, hvis du nogensinde får en hjernerystelse.
…
Hjertet er en meget vigtig muskel, der arbejder uafbrudt for at pumpe blod og levere vigtige næringsstoffer og ilt til alle dele af kroppen. Denne artikel ser på, hvordan hjertet fungerer normalt, og hvad der sker, når det fungerer unormalt, som det er tilfældet med en tilstand kaldet atrieflimren (AF). AF er en almindelig tilstand, der opstår, når hjertet slår uregelmæssigt og ude af takt. AF kan øge en persons risiko for at udvikle alvorlige problemer som hjertesvigt eller slagtilfælde. Denne artikel ser også på, hvordan AF kan diagnosticeres, hvad der forårsager AF, og de forskellige måder, det kan behandles på.
…