Undele Gamma si Teta: Rolul lor in Sistemul Spatial al Creierului

Cu cat experimentam viata si lumea ce ne inconjoara, cu atat creierul nostru incearca in continuu sa absoarba noile informatii, chiar daca proceseaza in acelasi timp amintirile si gandurile deja existente. Cele doua procese par sa se intample simultan. Noi suntem capabili sa mergem la cumparaturi, pe rute familiare, in timp ce procesam lucrurile noi pe care le observam pe traseu si pietonii care traverseaza strada din senin, etc.

Un studiu recent realizat la University of Texas a descoperit faptul ca in sistemul spatial al creierului, acest act de echilibrare este obtinut datorita frecventelor electrice distincte. Rezultatele ofera, de asemenea, indicii despre modul in care creierul comprimă amintirile – in felul acesta, ne putem aminti intamplari care au tinut cateva ore, in doar cateva secunde.

Laura Colgin, experta in neurologie, a condus o echipa de cercetatori, care au studiat niste soricei care rataceau intr-un labirint, si au analizat activitatea electrica din hipocamp, o zona cruciala pentru formarea memoriei. Experimentul s-a concentrat pe tipul de celule ale hipocampului, denumite „celulele de locatie” care corespund unor locuri specifice din spatiu. La un soricel, cercetatorii pot spune care celule de locatie se activeaza cand acesta este in labirint – sau la ce parte din labirint se gandeste soricel.

La fel ca toti neuronii cerebrali, celulele de locatie produc semnale electrice care oscileaza in unde. In particular, cercetarile anterioare sugereaza faptul ca, atunci cand celulele de locatie codeaza amintiri spatiale, produc unde teta, care opereaza relativ incet, cu frecvente de unde lungi. Totusi, aceste oscilatii teta nu functioneaza singure. Ele contin ritmuri gamma frecvente si scurte, inglobate in ele. Cu fiecare activitate a undelor electrice, apare pe neasteptate frecventa gamma, care comunica informatiile undei interactive teta.

Intr-un studiu realizat in 2009, Colgin si colegii ei au descris un nivel aditional de complexitate teta-gamma, in hipocampul unui soarece. Cand hipocampul a comunicat cu zona creierului care retransmite informatiile senzoriale cand se intampla, cercetatorii au observat semnale teta sustinute de frecvente gamma rapide (60-100 hertz). Apoi, un set de unde lente (25-55 hertzi) pareau sa interactioneze cu undele teta, atunci cand hipocampul schimba mesajele cu zonele creierului care readuc in prim-plan amintirile sau planul miscarilor de viitor.

In analiza lor curenta, Colgin si echipa ei au descoperit faptul ca undele gamma rapide, codeaza informatiile noi, iar undele lente salveaza amintirile.

In concluzie, in urma cercetarilor, s-a descoperit faptul ca semnalele gamma rapide apar in momentul in care activitatea celulelor de locatie se potriveste cu locul in care chiar se afla soricelul la momentul respectiv, pe cand undele lente, apar in momentul in care activitatea celulelor de locatie se potriveste cu locurile pe care le anticipeaza, probabil reflectand memoria animalelor si anticiparea unor rute viitoare.