Źrenice reagują nie tylko na światło i emocje. Zmiany ich wielkości mogą również dostarczać informacji o procesach zachodzących w mózgu, w tym o zapamiętywaniu i przypominaniu sobie informacji. Polscy naukowcy sprawdzili, czy pomiar źrenic może pomóc ocenić skuteczność działania pamięci.
Pupilometria – co można wyczytać z wielkości źrenic?
Pupilometria to metoda polegająca na precyzyjnym mierzeniu średnicy źrenicy. Jej wielkość zmienia się pod wpływem oświetlenia, ale także aktywności układu nerwowego. Znaczenie mają tu procesy związane z uwagą, pobudzeniem i uczeniem się.
Z tego powodu naukowcy coraz częściej badają, czy obserwowanie źrenic może pomóc w ocenie funkcjonowania mózgu. Takie rozwiązanie byłoby znacznie mniej inwazyjne niż niektóre metody bezpośredniego rejestrowania aktywności neuronalnej.
Jedną z nich jest śródczaszkowa elektroencefalografia (iEEG), która wykorzystuje elektrody umieszczane w mózgu lub na jego powierzchni. Zapewnia bardzo dokładne pomiary, ale wymaga zabiegu neurochirurgicznego. Ponadto, stosuje się ją przede wszystkim u pacjentów, którzy potrzebują takiego monitorowania z powodów medycznych.
A tutaj dowiesz się, czy dobre samopoczucie pomaga zachować pamięć.
Jak naukowcy badali pamięć?
W eksperymencie przeprowadzonym przez badaczy z Politechniki Gdańskiej, Politechniki Czeskiej w Pradze i Mayo Clinic uczestniczyło siedmioro pacjentów z lekooporną padaczką. Wszyscy mieli już wszczepione elektrody monitorujące aktywność mózgu. Dzięki temu można było jednocześnie analizować sygnały neuronalne i zmiany wielkości źrenic.
Uczestnicy wykonywali zadanie sprawdzające pamięć epizodyczną. Najpierw oglądali listę słów, następnie rozwiązywali krótkie zadanie matematyczne, a później przez 30 sekund próbowali przypomnieć sobie jak najwięcej wyrazów.
Badacze porównywali próby, w których uczestnicy zapamiętali co najmniej pięć słów, z tymi, w których przypomnieli sobie ich mniej.
Zmiany źrenic pojawiały się przed przypomnieniem słów
Analiza wykazała, że wielkość źrenicy była związana z tym, jak dobrze uczestnicy radzili sobie z zapamiętywaniem. Co szczególnie interesujące, zmiany można było zaobserwować jeszcze przed pojawieniem się słowa na ekranie – około 400–600 milisekund wcześniej.
Podobny sygnał występował podczas przypominania sobie informacji, na krótko przed wypowiedzeniem zapamiętanego wyrazu.
W niektórych analizach reakcje źrenic były równie czułym, a nawet wcześniejszym wskaźnikiem niż wybrane sygnały rejestrowane bezpośrednio z mózgu.
Sprawdź też, jak wpływa na pamięć dieta bogata w cukry i tłuszcze.
Jak źrenice mogą być powiązane z pamięcią?
Naukowcy przypuszczają, że zaobserwowane zależności mogą wynikać ze wspólnego mechanizmu regulującego uwagę i pobudzenie mózgu.
Istotną rolę może odgrywać miejsce sinawe (locus coeruleus), czyli niewielka struktura w pniu mózgu odpowiedzialna za produkcję noradrenaliny. Neuroprzekaźnik ten uczestniczy w regulacji czujności, koncentracji i gotowości do przetwarzania nowych informacji.
Aktywność miejsca sinawego wiąże się również ze zmianami średnicy źrenic. Może to wyjaśniać, dlaczego ich obserwowanie dostarcza informacji o procesach poznawczych.
Czy pomiar źrenic pomoże wykrywać zaburzenia pamięci?
Jeżeli wyniki zostaną potwierdzone w kolejnych badaniach, pupilometria może znaleźć zastosowanie w monitorowaniu funkcji poznawczych. Potencjalnie mogłaby być wykorzystywana u osób starszych, pacjentów z chorobami neurologicznymi, a także podczas rehabilitacji.
W przyszłości technologia mogłaby być stosowana w specjalnych okularach lub innych urządzeniach wyposażonych w odpowiednie kamery. Pozwoliłoby to na obserwowanie zmian związanych z uwagą i pamięcią bez konieczności stosowania inwazyjnych metod.
Na razie nie jest to jednak gotowe narzędzie diagnostyczne. Badanie objęło zaledwie siedem osób z lekooporną padaczką. Dlatego nie wiadomo, czy podobne wyniki uzyskano by u zdrowych ludzi i pacjentów z innymi schorzeniami. Potrzebne są większe badania, zanim pomiar źrenic będzie można wykorzystać w praktyce klinicznej.
