Herinneringen maken

Om een ervaring uit het verleden te herinneren, moeten de hersenen in staat zijn zowel de tijd als de gebeurtenissen die zich hebben voorgedaan weer te geven en ze in de juiste volgorde plaatsen. Deze opeenvolging van gebeurtenissen in ons hoofd – waarbij het ene na het andere komt – heeft mogelijk te maken met zogenaamde tijdcellen die onlangs zijn ontdekt. Het onderzoek levert bewijs voor de manier waarop onze hersenen het begin en het einde van herinneringen kennen, ondanks tijdgaten in het midden. Deze ontdekking zou in de toekomst kunnen leiden tot strategieën om het geheugen te herstellen of te verbeteren.

Wat, waar, wanneer

In deze studie richtte de onderzoekers zich op het “episodisch geheugen”. Dit is het vermogen van de hersenen om zich het “wat, waar en wanneer” van een voorbije ervaring te herinneren. “Wanneer we een herinnering terughalen, zijn we niet alleen in staat ons te herinneren wat er met ons is gebeurd, maar ook waar we waren en wanneer het ons is overkomen,” vertelt Matthew Self onderzoeker van het Nederlands Herseninstituut. “We denken dat tijdcellen de onderliggende basis kunnen zijn voor het coderen van wanneer iets gebeurde.”

Tijdcellen

Tijdcellen, de zenuwcellen die tijd-gerelateerde informatie bevatten, zijn al eerder aangetoond bij knaagdieren, maar tot nu toe was het nog onduidelijk in hoeverre soortgelijke cellen ook aanwezig zijn in de menselijke hersenen.

Om dit aan te tonen onderzocht een team van wetenschappers de activiteit van de hippocampus, een belangrijk centrum in de hersenen voor geheugenverwerking, bij patiënten met epilepsie. Bij deze patiënten waren om medische redenen elektroden in de hersenen geïmplanteerd. De proefpersonen stemden ermee in om na hun operatie deel te nemen aan twee verschillende experimenten.

In het eerste experiment kregen de deelnemers herhaaldelijk een reeks van vijf tot zeven foto’s te zien, steeds in dezelfde volgorde en moesten zij de volgorde van de reeks leren. In een tweede experiment werd dezelfde reeks foto’s gepresenteerd, maar nu zagen de patiënten op willekeurige momenten een leeg grijs scherm en moesten ze 10 seconden wachten tot de reeks werd hervat.

Tijd-gerelateerde activiteit

De onderzoekers ontdekten eerst dat veel cellen in de hippocampus op bepaalde momenten tijdens de reeks actief werden. Sommige cellen aan het begin van de reeks, andere in het midden en weer andere tegen het einde. Deze tijd-gerelateerde activiteit was niet afhankelijk van de beelden op het scherm, want zelfs wanneer de patiënten in het tweede experiment naar het grijze scherm keken, werden cellen actief op specifieke tijdstippen tijdens de pauze van 10 seconden.

De resultaten tonen aan dat er cellen in de hippocampus zijn die tijd-gerelateerde informatie dragen. “Verschillende tijdcellen worden actief op verschillende momenten in een ervaring en kunnen een tijdsaanduiding geven van die ervaring”, zegt Self. “Hun activiteit kan ons helpen ons te herinneren wanneer iets gebeurde en onze herinneringen in de juiste volgorde te plaatsen”.

De bevindingen kunnen daarnaast ook verklaren waarom sommige mensen met schade aan hun hippocampus wel gebeurtenissen kunnen herinneren, maar moeite hebben om ze in de juiste volgorde te plaatsen, iets wat vaak gezien wordt bij patiënten met de ziekte van Alzheimer en andere neurodegeneratieve aandoeningen. Dit onderzoek draagt bij aan het begrip van de werking van ons geheugen en kan bijdragen aan een mogelijk behandeling in de toekomst voor geheugenproblemen.