Της Ανθής Μαρουλάκη,
Ένα αναδυόμενο πεδίο στη νευρολογία αποτελεί η μελέτη της χωρικής μνήμης και του προσανατολισμού. Οι έννοιες αυτές, αν και με την πρώτη ματιά φαίνονται ίδιες, στην πραγματικότητα διαφέρουν.
Η χωρική μνήμη είναι μια μορφή αποθήκευσης και ανάκτησης πληροφορίας που σχετίζεται με την αναγνώριση και τον προσανατολισμό σε έναν χώρο ή μια περιοχή. Για να γίνει αυτό καλύτερα κατανοητό, θα μιλήσουμε σύντομα για την ίδια τη μνήμη. Αναλυτικότερα, η μνήμη μπορεί να διακριθεί σε δηλωτική ή έκδηλη και μη δηλωτική ή άδηλη. Η δηλωτική μνήμη (declarative memory) αφορά την πραγματική γνώση γεγονότων, αντικειμένων, ανθρώπων και τόπων και ανακαλείται συνειδητά. Χωρίζεται περαιτέρω σε επεισοδιακή ή αυτοβιογραφική (episodic memory), η οποία αφορά μοναδικές εμπειρίες στον χώρο και τον χρόνο, και σε σημασιολογική (semantic memory), που αφορά πληροφορίες και έννοιες ανεξάρτητες της προσωπικής εμπειρίας. Έτσι, η γνώση του ότι η πρωτεύουσα της Ελλάδας είναι η Αθήνα είναι παράδειγμα σημασιολογικής μνήμης, ενώ η ανάμνηση της δασκάλας που κάνει μάθημα στην τάξη είναι παράδειγμα επεισοδιακής μνήμης. Από την άλλη, η άδηλη μνήμη (non-declarative) αφορά αυτόματες ή αντανακλαστικές κινητικές ή αντιληπτικές δεξιότητες και δεν απαιτεί συνειδητή ανάκληση. Σε αυτήν ανήκει η διαδικαστική μνήμη (procedural memory), που αφορά κινηταισθητήριες ακολουθίες σε χρονική ακολουθία.
Ο προσανατολισμός έχει δύο βασικά συστατικά: τον εγωκεντρικό προσανατολισμό (egocentric navigation) και τον αλλοκεντρικό προσανατολισμό (allocentric navigation). Ο πρώτος σχετίζεται με τη θέση αντικειμένων σε σχέση με το ίδιο άτομο, ενώ ο δεύτερος με τη θέση άλλων αντικειμένων μεταξύ τους στο χώρο. Με βάση αυτά, η διαδρομή από ένα σημείο στο άλλο βασίζεται σε εγωκεντρικά μοντέλα, αφού σημείο αναφοράς είναι το άτομο, ενώ η μελέτη ενός χάρτη σε αλλοκεντρικά μοντέλα. Ακόμα, ο αλλοκεντρικός προσανατολισμός ενεργοποιείται στην αναζήτηση μιας τοποθεσίας από ένα νέο σημείο εκκίνησης, σε αντίθεση με τον εγωκεντρικό, που δρα σε γνωστές διαδρομές. Πλέον, επικρατεί η αντίληψη πως οι δύο αυτές λειτουργίες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Ο προσανατολισμός απαιτεί δύο σημαντικά αισθητήρια ερεθίσματα: ιδιοθετικά και οπτικά. Τα πρώτα αποκτούνται, καθώς το σώμα κινείται στο χώρο και περιλαμβάνουν αιθουσαίες, σωματοαισθητικές, ιδιοδεκτικές και κινητικές πληροφορίες. Τα οπτικά ερεθίσματα αξιοποιούνται για τον υπολογισμό της απόστασης, της κατεύθυνσης και για την αντίληψης της θέσης του ατόμου στο χώρο. Έτσι, ο συνδυασμός αυτών των δύο επιτρέπει την κίνηση ανεξάρτητα της μνήμης προηγούμενων τοποθεσιών.
Με βάση τα παραπάνω, ο προσανατολισμός αλληλεπικαλύπτεται σε μεγάλο βαθμό με τη διαδικαστική μνήμη, αφού και οι δύο λειτουργίες βασίζονται στην εκμάθηση διαδικασιών βάσει οπτικό-κινητικών, αιθουσο-κινητικών και οπτικο-απτικών αλληλεπιδράσεων. Στην περίπτωση του προσανατολισμού, οι αλληλεπιδράσεις αυτές στοχεύουν στην ανεύρεση του σωστού δρόμου. Τέλος, φαίνεται πως όλες οι παραπάνω λειτουργίες συσσωρεύονται βραδέως και βελτιώνονται με την επανάληψη. Ωστόσο, πολλές φορές απαιτείται συνειδητή ανάκληση μιας διαδρομής, οπότε ενεργοποιείται η δηλωτική μνήμη. Σε αυτήν την περίπτωση, η επεισοδιακή μνήμη επιτρέπει το νοητικό ταξίδι στο χρόνο και τη λεκτική ανάκληση διαδρομών, σε αντίθεση με τη σημασιολογική, που είναι ανεξάρτητη χώρου και χρόνου.
Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι ο τόπος καταγωγής παίζει ρόλο στην ικανότητα προσανατολισμού. Αναλυτικότερα, άτομα που ανατράφηκαν σε περιοχές με τετραγωνισμένη ρυμοτομία δυσκολεύονται κατά κανόνα να προσανατολιστούν σε πιο χαώδη περιβάλλοντα, ενώ, αντίθετα, άτομα που μεγάλωσαν σε μέρη με μη τετραγωνισμένη ρυμοτομία εμφανίζουν πλεονεκτική θέση στον προσανατολισμό. Τέλος, φαίνεται ότι τα χαρακτηριστικά του ατόμου παίζουν ρόλο στην απόδοση του προσανατολισμού και της χωρικής μνήμης. Για παράδειγμα, άτομα με καλύτερη «αίσθηση του χώρου» προσανατολίζονται καλύτερα σε σχέση με άτομα με καλύτερη οπτική μνήμη, τα οποία φαίνεται πως υπερτερούν στις επεισοδιακές αναμνήσεις.
Εντούτοις, αν και τα κοινά στοιχεία είναι πολλά, η μνήμη και ο προσανατολισμός διαφέρουν μεταξύ τους. Αρχικά, η μνήμη είναι εσωτερική διαδικασία, δηλαδή δεν απαιτεί κάποιο ερέθισμα για την ανάκληση, ενώ ο προσανατολισμός βασίζεται σε εξωτερικά ερεθίσματα. Ακόμα, η μνήμη ενεργοποιείται και όταν είμαστε ακίνητοι, ενώ ο προσανατολισμός επιτυγχάνεται καλύτερα με την επανάληψη της διαδρομής. Η διαφοροποίηση μεταξύ των δύο έγινε ακόμη πιο εμφανής με το πείραμα των Waddington & Heisz (2023), οι οποίοι συνέκριναν άτομα εξασκημένα στον προσανατολισμό με χρήση χάρτη και πυξίδας στη φύση για συμμετοχή σε διαγωνισμούς, ακόμα και εκτός μονοπατιού, με άτομα που απλά έκαναν αερόβια γυμναστική (control), όπως τρέξιμο και ποδήλατο.
Η σύγκριση αυτή στηρίχθηκε σε χρήση εγωκεντρικών και αλλοκεντρικών δεξιοτήτων, καθώς και στη μέτρηση της δηλωτικής μνήμης με βάση το ερωτηματολόγιο «Survey of Autobiographical Memory (SAM)» της μελέτης των Fan, κ.λ.π. Οι ερευνητές βρήκαν ότι, οι δεξιότητες προσανατολισμού ήταν περισσότερο αναπτυγμένες στα εξασκημένα άτομα σε σχέση με το control, ενώ τα αποτελέσματα του ερωτηματολογίου αυτοβιογραφικής μνήμης ήταν παρόμοια.
Ο πρώτος που απέδειξε πως η μνήμη εδράζεται σε συγκεκριμένα σημεία του εγκεφάλου, σε αντίθεση με την αντίληψη που επικρατούσε εκείνη την εποχή, ήταν ο Penfield. Σήμερα γνωρίζουμε ότι σημαντικό κέντρο χωρικής μνήμης είναι ο ιππόκαμπος στον κροταφικό λοβό, όπου εδράζονται κύτταρα «θέσης» (place cells). Οι νευρώνες αυτοί πυροδοτούν δυναμικό, δηλαδή, ενεργοποιούνται, όταν βρισκόμαστε σε συγκεκριμένη θέση στο χώρο. Ακόμα, εκεί βρίσκονται και κύτταρα «χρόνου» (time cells), τα οποία πυροδοτούν για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Η ενσωμάτωση αυτών των δύο τύπων νευρώνων εικάζεται ότι κωδικοποιεί το χωρικό και χρονικό συστατικό της επεισοδιακής μνήμης, αντίστοιχα. Τα δεδομένα για τον ρόλο αυτόν των κυττάρων προέρχονται κυρίως από μελέτες σε τρωκτικά. Φαίνεται πως βλάβη στον ιππόκαμπο σχετίζεται με ελλείματα στον αλλοκεντρικό προσανατολισμό, δηλαδή στην ανεύρεση ενός προορισμού-στόχου με βάση κάποιο μακρινό σημείο αναφοράς.
Στον άνθρωπο κλασικό παράδειγμα ασθενούς αποτελεί ο ασθενής Η.Μ., του οποίου αφαιρέθηκε τμήμα των κροταφικών λοβών αμφοτερόπλευρα, με αποτέλεσμα βαριάς μορφής αμνησία. Παρ’ όλη την αμνησία, ο ασθενής Η.Μ. μπορούσε να ζωγραφίσει λεπτομερείς χάρτες του διαμερίσματος στο οποίο ζούσε για δεκαετίες μετά την εκτομή και να προσανατολιστεί στην πόλη με το ποδήλατο του, ενώ δεν εμφάνισε σημαντικά ελλείματα στον αλλοκεντρικό προσανατολισμό. Η περίπτωση αυτή δείχνει πως, βλάβη στον κροταφικό λοβό επηρεάζει περισσότερο την επεισοδιακή μνήμη, παρά τον αλλοκεντρικό προσανατολισμό.
Ωστόσο, αυτό δεν παύει να είναι ένα μεμονωμένο περιστατικό με ιδιοσυγκρασικές βλάβες. Αντίθετα, δεδομένα στο σκέλος του αλλοκεντρικού προσανατολισμού προέρχονται από άλλες μελέτες στις οποίες συμμετείχαν άτομα με αμνησία με κάποιους ασθενείς με βλάβη στον ιππόκαμπο να παρουσιάζουν ελλείματα στο συγκεκριμένο κομμάτι. Εκτός του ιπποκάμπου, σημαντικό ρόλο έχουν και άλλες περιοχές του εγκεφάλου, όπως ο ενδορινικός φλοιός, το ραβδωτό σώμα, ο προμετωπιαίος λοβός και ο οπίσθιος βρεγματικός λοβός, οι οποίες φαίνεται να σχετίζονται περισσότερο με τον εγωκεντρικό προσανατολισμό.
Εν κατακλείδι, η χωρική μνήμη και ο προσανατολισμός είναι σύνθετες διαδικασίες, που αφορούν διαφορετικά κέντρα του εγκεφάλου. Σήμερα, γίνεται προσπάθεια για την ανάπτυξη μοντέλων που εξηγούν τον ρόλο αυτών των κέντρων και των αλληλεπιδράσεων τους στην κάθε διαδικασία, με κάποια να εξηγούν καλύτερα τις ομοιότητες των δύο διαδικασιών και άλλα να εξηγούν καλύτερα τις διαφορές τους.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Spatial navigation and memory: A review of the similarities and differences relevant to brain models and age, Neuron, διαθέσιμο εδώ
- Spatial Memory in Humans, Springer Nature, διαθέσιμο εδώ
- On the relationship between trait autobiographical episodic memory and spatial navigation, Springer Nature, διαθέσιμο εδώ
- Orienteering experts report more proficient spatial processing and memory across adulthood, PlosOne, διαθέσιμο εδώ
