„Neuron babci” (ang. grandmother neuron), zwany też „komórką babci” to określenie stosowane na hipotetyczną – bo wcześniej jej istnienia nie udowodniono – pojedynczą komórkę nerwową.

– W neuronauce, jeśli chciałeś ośmieszyć czyjś argument, mogłeś powiedzieć „to kolejna komórka babci” – hipoteza, która nie została potwierdzona. Ale teraz w słabo zbadanym zakątku mózgu znaleźliśmy coś bardzo zbliżonego do neuronu babci – komórki zdolne do łączenia percepcji twarzy z pamięcią długotrwałą – wyjaśnia Winrich Freiwald, profesor neurobiologii z Uniwersytetu Rockefellera.

Nowe badania, opisane na łamach „Science”, ujawniają istnienie specyficznej odmiany neuronów w obszarze mózgu zwanym biegunem skroniowym. Odkryte przez badaczy neurony łączą percepcję twarzy z pamięcią długotrwałą. To co prawda nie pojedynczy „neuron babci”, a raczej populacja komórek, które zbiorowo odpowiadają za rozpoznawanie twarzy. Odkrycie jako pierwsze wyjaśnia, w jaki sposób nasze mózgi zapamiętują twarze tych, których kochamy.

Komórki babci” szukano od lat 60. XX wieku

Termin „komórka babci” pojawił się po raz pierwszy w latach 60. XX wieku i wynikał z teoretycznego założenia, że istnieje jeden neuron odpowiadający za pamięć o babci, drugi odpowiadający za pamięć o matce, trzeci za pamięć o ojcu itd. Przyjęcie stosunku jeden do jednego między komórkami mózgowymi a obiektami lub pojęciami było próbą rozwiązania zagadki – w jaki sposób mózg łączy to, co widzimy, z naszymi długotrwałymi wspomnieniami.

Przez ostatnie 60 lat naukowcy odkryli wiele neuronów czuciowych, które specjalizują się w przetwarzaniu informacji o widywanych przez nas twarzach oraz równie wiele komórek pamięci przeznaczonych do przechowywania danych dotyczących interakcji z „właścicielami” tych twarzy. Ale „neuron babci” – rozumiany jako hybryda obu tych komórek – nigdy wcześniej się nie ujawnił.

Mimo postępów w neuronauce, wciąż nie wiedzieliśmy więc, gdzie i jak mózg przetwarza znajome twarze i łączy je z magazynem wspomnień. Dopiero w nowych badaniach Winrich Freiwald wraz ze swoim zespołem odkrył, że zaangażowany w rozpoznawanie twarzy może być niewielki obszar w biegunie skroniowym.

Twarze widziane wirtualnie zapamiętujemy gorzej

Do potwierdzenia tej tezy naukowcy wykorzystali rezonans magnetyczny i przeprowadzili obrazowanie mózgów dwóch makaków. Gdy zwierzęta pozostawały w skanerze, badacze pokazywali im obrazy przedstawiające znajome dla nich twarze – osobników, które znały bezpośrednio – oraz twarze, które znały jedynie wirtualnie, oglądając je wcześniej na ekranie, a także twarze nieznajome.

Dzięki eksperymentowi zespół odkrył, że neurony w biegunie skroniowym reagowały na widok znajomych twarzy. Reakcja była też o wiele silniejsza w przypadku twarzy, które małpy znały wcześniej bezpośrednio, niż w przypadku oglądania zdjęć osobników znanych tylko z ekranu. Naukowców zaskoczyła też szybkość reakcji – neurony rozróżniały znane i nieznane twarze natychmiast po przetworzeniu obrazu.

Co ciekawe, neurony reagowały trzykrotnie intensywnie na znajome oblicza niż na nieznane, mimo że badane zwierzęta wielokrotnie widziały te „obce” twarze na ekranach. – Może to wskazywać na znaczenie osobistego, bezpośredniego poznania. Biorąc pod uwagę tendencję do wirtualizacji, ważne jest, aby pamiętać, że twarze, które widzieliśmy na ekranie, mogą nie wywoływać tej samej aktywności neuronalnej, co twarze, które widzieliśmy podczas osobistych spotkań – zauważa neurobiolog Sofia Landi, pierwsza autorka artykułu.

Szansa dla cierpiących na „ślepotę twarzy”

Odkrycia zespołu z Uniwersytetu Rockeffelera stanowią pierwszy dowód istnienia hybrydowej struktury w naszym mózgu, która może przypominać „neuron babci”. Komórki te zachowują się jak neurony czuciowe, z niezawodną i szybką odpowiedzią na bodźce wzrokowe. Ale zachowują się również jak komórki pamięci, które reagują tylko na bodźce, które mózg widział wcześniej – w tym przypadku twarze znajomych osób.

Odkrycie znaczenia bieguna skroniowego w rozpoznawaniu twarzy oznacza, że naukowcy mogą wkrótce rozpocząć badanie nad tym, w jaki sposób te komórki „kodują” znajome twarze. W przyszłości odkrycia mogą okazać się istotne dla osób cierpiących na prozopagnozję (zaburzenie polegające na tym, że chory nie rozpoznaje ludzkich twarzy), która dotyka około jednego procenta populacji.

– Osoby z ślepotą twarzy często cierpią na depresję. Może to być wyniszczające, ponieważ w najgorszych przypadkach nie mogą nawet rozpoznać bliskich krewnych. To odkrycie może pewnego dnia pomóc nam w opracowaniu strategii, które im pomogą – mówi Freiwald.

Źródło: Science.