Hvorfor det at glemme kan gøre din hjerne mere effektiv
I bestræbelserne på at undgå glemsomhed bygger nogle mennesker et hukommelsespalads. Det er en metode til at huske, der blev opfundet i oldtiden af (ifølge legenden) den græske digter Simonides af Ceos, og som for nylig er blevet populærgjort af flere bestsellerbøger (og “tankepaladset” i Benedict Cumberbatchs Sherlock Holmes).
Hukommelsespaladser er imaginære arkitektoniske opbevaringssteder til opbevaring og hentning af alt det, du gerne vil huske. Augustin talte for seksten århundreder siden om “skatte af utallige billeder”, der opbevares i hans “rummelige hukommelsespaladser”. Men videnskabsfolk, der studerer hukommelse i det 21. århundrede, har identificeret et vigtigt punkt, som det er vigtigt at huske: Selv det mest luksuriøse hukommelsespalads har brug for skraldespande.
Langt fra at betyde fiasko kan det at glemme være hjernens frontlinjestrategi i behandlingen af indkommende information.
“Der er erindringer, som vi ikke ønsker og ikke har brug for”, siger neurovidenskabsmand Maria Wimber. “At glemme er godt og en adaptiv ting.”
Traditionelt er glemsel blevet betragtet som et passivt forfald over tid af de oplysninger, der er registreret og lagret i hjernen. Men mens nogle erindringer måske blot forsvinder som blæk på papir, der udsættes for sollys, tyder nyere forskning på, at glemsel ofte er mere bevidst, idet udslettelsen orkestreres af udførlige cellulære og molekylære mekanismer. Og glemsomhed er ikke nødvendigvis et tegn på en fejlbehæftet hukommelse. “Faktisk”, siger Wimber, “er det blevet vist igen og igen i beregningsmodeller og også i dyreforsøg, at et intelligent hukommelsessystem har brug for glemsel.”
En graf, der blev udtænkt af den tyske psykolog Hermann Ebbinghaus fra det 19. århundrede, kvantificerede hukommelsens forfald over tid. Moderne forskere bruger denne graf til at illustrere konkurrencen mellem styrkelse af hukommelsen (eller konsolidering, blå pile) og processer, der nedbryder og svækker hukommelsen (glemsel, lyserøde pile). I dette eksempel er genkaldelsen stærk (en maksimal procentdel bevares) efter ca. to dage efter, at hukommelsen er blevet erhvervet. Herefter forfalder hukommelsen hurtigt i ca. to dage og begynder derefter at stabilisere sig i takt med, at konsolidering opvejer glemsel.
Langt fra at betyde fiasko kan glemsel være hjernens frontlinjestrategi i forbindelse med behandling af indkommende information. Glemme er afgørende, hævder nogle forskere nu, fordi det biologiske mål for hjernens hukommelsesapparat ikke er at bevare information, men snarere at hjælpe hjernen med at træffe fornuftige beslutninger. En forståelse af, hvordan hjernen glemmer, kan give ledetråde til forbedring af den mentale ydeevne i sunde hjerner og samtidig give indsigt i de mekanismer, der ligger til grund for en række psykiske lidelser.
Hukommelsens biologi
Hukommelsen i sig selv er stadig noget af et mysterium, men den består grundlæggende af fysiske ændringer i hjernen, der koder en repræsentation af tidligere erfaringer. Disse hukommelsesspor – kendt som engrammer – kan tilgås for at rekonstruere fortiden, om end ufuldstændigt. Mange eksperter mener, at engrammer opbygges ved at styrke synapserne – de steder, hvor der overføres signaler mellem nerveceller, eller neuroner. Ved at genkalde et minde genaktiveres et mønster af nervecellesignaler, der efterligner den oprindelige oplevelse.
“Den fremherskende opfattelse er, at dannelsen af et engram indebærer en styrkelse af synaptiske forbindelser mellem populationer af neuroner … der er aktive under en begivenhed”, skriver Sheena Josselyn og Paul Frankland i det aktuelle Annual Review of Neuroscience. “Dette øger sandsynligheden for, at det samme (eller lignende) aktivitetsmønster inden for denne celleforsamling kan genskabes på et senere tidspunkt.”
Engrammer gemmer naturligvis ikke alle detaljer i hver enkelt oplevelse. Nogle optegnelser af aktivitetsmønstre bliver ikke bevaret. Og det er en god ting, siger Wimber fra University of Birmingham i England.
“En alt for præcis hukommelse er måske ikke rigtig det, vi ønsker på lang sigt, fordi det forhindrer os i at bruge vores erindringer til at generalisere dem til nye situationer”, sagde hun i San Diego på et nyligt afholdt møde i Society for Neuroscience. “Hvis vores hukommelse er for præcis og overtilpasset, kan vi faktisk ikke bruge den til … at lave forudsigelser om fremtidige situationer.”
Hvis din hukommelse gemmer alle nøjagtige detaljer om at blive bidt af en hund i parken, f.eks. så ville du ikke nødvendigvis vide, at du skal passe på en anden hund i en anden park. “Faktisk”, siger Wimber, “er det, vi måske ønsker, en mere fleksibel og mere generaliseret hukommelse, og det ville indebære en smule glemsel af detaljerne og mere udvikling af en essens af en hukommelse.”
Sådanne “strømlinede” hukommelser er ikke bivirkninger af fejl eller begrænsninger på hukommelseskraft, påpegede Frankland og Blake Richards i en artikel i Neuron i 2017. En sådan forenkling “er en væsentlig komponent af adaptiv hukommelse”, skrev de. “Simple hukommelser, der gemmer essensen af vores oplevelser og undgår komplicerede detaljer, vil være bedre til at generalisere til fremtidige begivenheder.”
Få essensen, og kun essensen, er derfor værdifuld som en hjælp til at træffe smarte beslutninger, siger Frankland, fra Hospital for Sick Children i Toronto, og Richards, fra University of Toronto. De mener faktisk, at det er forkert at betragte hukommelse “blot som et middel til at overføre information med høj nøjagtighed gennem tiden”. De foreslår snarere, at “målet med hukommelse er at vejlede intelligent beslutningstagning.”
Det er især nyttigt i skiftende miljøer, hvor tab af nogle erindringer forbedrer beslutningstagningen på flere måder. For det første kan glemsel eliminere forældede oplysninger, som ville hindre en sund vurdering. Og erindringer, der gengiver fortiden for trofast, kan forringe evnen til at forestille sig forskellige fremtider, hvilket gør adfærden for ufleksibel til at klare skiftende forhold. Hvis man ikke glemmer, kan det resultere i, at uønskede eller invaliderende erindringer bliver ved med at eksistere, som det er tilfældet med posttraumatisk stressforstyrrelse.
Aktiv glemsel
Glemmernes store værdi indebærer, at de ikke sker tilfældigt. I nogle tilfælde kan glemsel simpelthen afspejle en manglende evne til at genkalde et hukommelsesspor, selv om engrammet, der koder det, forbliver intakt. Men et stigende antal forskere mener, at det ikke kan være hele historien. Som Ronald Davis og Yi Zhong påpeger, tyder hjernens bemærkelsesværdige lagringsevne på, at den besidder et effektivt informationsstyringssystem, der er udstyret med metoder til bortskaffelse af data. “På grund af det ekstraordinært store antal hukommelsesengrammer, der kan akkumuleres i hjernen over tid, synes det logisk, at hjernen må have … mekanismer til at fjerne minder, der bliver ubrugte,” skrev de i 2017 i Neuron.
Psykologer har overvejet muligheden for aktiv glemsel i mere end et halvt århundrede, men først i de sidste ca. 15 år har forskerne akkumuleret substantielle neurobiologiske beviser på spørgsmålet. Selv om den neurovidenskabelige undersøgelse af glemsel stadig er i sin vorden, er forskerne begyndt at skelne nogle af hjernens taktikker for sletning af information. I deres artikel i Neuron beskriver Davis, fra Scripps Research Institute i Florida, og Zhong, fra Tsinghua University i Beijing, forskellige undersøgelser i de sidste par år om mekanismer, der kan gennemføre glemselprocessen.
Når erindringer erhverves (øverst til venstre), lagres spor af hukommelsen ved molekylære ændringer i netværk af celler, der danner et engram. Erindringer, der er lagret i engrammer, kan glemmes “passivt” ved forskellige processer (nederste venstre), f.eks. tab af kontekstuelle stikord, der gør det muligt at genfinde hukommelsen, interferens med genfinding af andre lignende erindringer eller simpelthen nedbrydning af ustabile biologiske materialer i engramcellerne. Nogle forskere mener, at “aktiv” glemsel kan være mere effektiv til at slette hukommelsen end de passive mekanismer. Der er blevet foreslået flere former for aktiv glemsel, herunder forsætlige forsøg på at undertrykke ubehagelige erindringer (motiveret glemsel); glemsel af visse dele af en erindring ved at genfinde andre dele; nedbrydning af erindring forårsaget af interferens fra anden informationsbehandling; og “intrinsisk” glemsel – udslettelse af information af celler og biokemiske processer som en væsentlig del af hjernens hukommelsesapparat til effektiv forvaltning af information.
En del af glemsel synes at være “passiv” – et resultat af enten naturligt forfald af det biologiske materiale, der danner engrammer, eller tab af evnen til at hente dem frem, bemærkede Davis og Zhong. Men mange former for glemsel er mere som at køre et program, der sletter data fra harddisken. Nye stimuli kan f.eks. aktivt forstyrre gamle erindringer. At genkalde dele af en hukommelse kan medføre tab af andre dele af den. Og “forglemmelsesceller” kan faktisk signalere hjernen til at feje hukommelsessporene væk, foreslog Davis og Zhong. “Vi antager, at … hjernen også har en iboende biologisk kapacitet til at slette hukommelsesspor ved hjælp af signaleringssystemer”, der ligner dem, der anvendes til at erhverve og lagre minder. Faktisk kunne glemsel være hjernens vigtigste strategi for håndtering af information.
“Jeg vil spekulere i, at glemsel måske er hjernens standardsystem”, sagde Davis på det neurovidenskabelige møde. “Vi har måske et langsomt kronisk forglemmelsessignal i vores hjerner, der grundlæggende siger, at vi skal slette alting, medmindre en dommer … kommer til at gribe ind og siger, at denne hukommelse er værd at redde.”
I forskellige eksperimentelle undersøgelser har Davis og andre samlet rigeligt med beviser for den rolle, som biokemiske processer spiller, der aktivt sletter hukommelse. Undersøgelser i frugtfluer involverer f.eks. det velkendte kemiske budbringermolekyle dopamin.
Fluer kan huske at undgå en lugt, der har været ledsaget af et elektrisk stød, en hukommelse, der forvaltes af nerveceller, der er kendt som svampekropsneuroner. Stød aktiverer andre neuroner, der sender dopamin til svampekropscellerne og sætter biokemiske reaktioner i gang, som lagrer en hukommelse, der forbinder stødet med lugten. Men dette minde er hurtigt glemt (typisk den næste dag). Der er noget, der sletter den, og beviserne tyder på, at dopamin også er ansvarlig for denne glemsel.
Dopaminets dobbelte rolle er ikke fuldt ud forstået. Men svampekropsneuroner besidder to forskellige molekylære antenner, der reagerer på dopamin; en af disse antenner (eller receptormolekyler) indleder hukommelsesdannelse, den anden fremmer sletning. Om dopamin fremmer eller sletter hukommelse kan afhænge af konteksten, herunder de fremherskende biokemiske forhold, og hvor aktiv svampekropsneuronen er på det pågældende tidspunkt.
Frugtfluer husker at frygte en lugt, hvis dens tilstedeværelse er ledsaget af et elektrisk stød. Denne hukommelse dannes, fordi stødet stimulerer frigivelsen af molekylet dopamin fra nerveceller, der er forbundet med svampekropsneuroner, samtidig med at lugten udløser et cellulært signal (via calcium). Når dopamin stimuleres af en “molekylær antenne” eller et receptormolekyle (dDA1) på svampelegeme-neuronet, indleder det kemiske reaktioner (via signalmolekylet cAMP), som omstrukturerer svampelegeme-neuronet og styrker hukommelsen. Erindringen svinder med tiden, da lavere niveauer af dopamin i fravær af lugten stimulerer et andet dopaminreceptormolekyle (DAMB), hvilket fører til en svækkelse af hukommelsen.
I hvert fald involverer sletteprocessen et protein kendt som Rac1, der spiller en rolle i struktureringen af synapserne. Omstrukturering af synapser som reaktion på Rac1 kan være ansvarlig for svækkelse af engrammer, viser nogle undersøgelser. Blokering af Rac1-aktivitet er f.eks. med til at forlænge, hvor længe erindringer varer ved.
Rac1 kan også være involveret i en anden glemmemekanisme, der drives af fødslen af nye nerveceller (den proces, der er kendt som neurogenese). Undersøgelser på rotter har vist, at nye neuroner, der integreres i eksisterende neurale kredsløb, kan omstrukturere kredsløbene. Sådanne ændringer i forbindelserne kan gøre det sværere at få adgang til minderne, sagde Frankland på det neurovidenskabelige møde. Dyreforsøg har vist, at forstyrrelse af neurogenese bevarer minderne, mens høje niveauer af neurogenese fremmer glemsel. Hvorvidt denne form for forglemmelse er vigtig hos mennesker er fortsat ukendt, da mængden af neurogenese hos voksne mennesker stadig er et uafklaret spørgsmål.
Under alle omstændigheder tyder beviserne på, at mange typer “forglemmelsesceller” må være involveret i sletning af engrammer. “Der findes sandsynligvis dusinvis af molekylære og cellulære veje til at slette erindringer”, skrev Davis og Zhong i Neuron.
Hvordan og hvornår disse processer fungerer kan afhænge af forskellige faktorer, såsom fysisk aktivitet, stress og søvn. Søvn er kendt for at forbedre hukommelsen hos mennesker og andre dyr, formentlig ved at give et tidspunkt, hvor erindringer kan lagres (eller “konsolideres”) i hjernen. Men søvn kan også hjælpe hukommelsen ved at undertrykke de processer, der driver forglemmelse, påpeger Davis og Zhong. En undersøgelse fra 2015, der blev offentliggjort i Cell, fandt beviser for, at søvn hæmmer frigivelsen af dopamin-signalet om glemsel til svampekropsneuroner.
Hvis glemsel er nøglen til, hvordan hjernen med succes behandler det massive datainput, den møder hver dag – som den forskning, der er akkumuleret indtil videre, antyder – så kunne fejl i glemselprocessen plausibelt bidrage til hjerneforstyrrelser, bemærker Davis og Zhong. Mangler i evnen til at glemme kan f.eks. være involveret i autismespektrumforstyrrelser. De stærke og invaliderende erindringer i forbindelse med posttraumatisk stresslidelse afspejler helt sikkert en manglende evne til at glemme foruroligende oplevelser. Uønskede, gentagne invasive erindringer er et træk ved nogle psykiatriske lidelser som f.eks. skizofreni. Og den manglende evne til at glemme signaler, der er forbundet med brug af vanedannende stoffer, hæmmer helbredelsen efter stofmisbrug.
På den positive side kan en bedre indsigt i biologien bag glemsel hjælpe med at identificere lægemidler, der er i stand til at forbedre nødvendige erindringer og samtidig fjerne uønskede erindringer. Men sådanne fordele kan først vise sig efter meget mere forskning, sagde Davis på det neurovidenskabelige møde – han talte på en temmelig sparsomt besøgt session.
“Vi er i begyndelsen af forsøget på at forstå neurobiologien bag aktiv glemsel”, sagde han. Men han forventer, at området hurtigt vil tiltrække sig mere opmærksomhed.
“Jeg garanterer dig, at om fem år vil dette rum være fyldt”, sagde han. “Horder af neurovidenskabsfolk vil begynde at invadere dette felt.” Hvis han har ret, kan fremtidige møder om forglemmelse måske bedst indkaldes i et rummeligt palads – med masser af skraldespande og måske endda en affaldscontainer.