Pyrkiessään torjumaan muistamattomuutta jotkut ihmiset rakentavat muistipalatsin. Kyseessä on muistamisen menetelmä, jonka keksi antiikin aikana (legendan mukaan) kreikkalainen runoilija Simonides Ceosista, ja jonka ovat viime aikoina tehneet suosituksi useat bestseller-kirjat (ja Benedict Cumberbatchin Sherlock Holmesin ”ajatuspalatsi”).
Muistipalatsit tarjoavat mielikuvituksellisia arkkitehtonisia säilytyspaikkoja, joihin voi varastoida ja joista voi hakea mitä tahansa, mitä haluaisi muistaa. Kuusitoista vuosisataa sitten pyhä Augustinus puhui ”lukemattomien mielikuvien aarteista”, joita hän säilytti ”tilavissa muistipalatseissaan”. Mutta 2000-luvun tiedemiehet, jotka tutkivat muistia, ovat havainneet tärkeän muistettavan seikan: Jopa ylellisin muistin palatsi tarvitsee roskakoreja.
Kaukana siitä, että se merkitsisi epäonnistumista, unohtaminen saattaa olla aivojen eturivin strategia saapuvan tiedon käsittelyssä.
”On muistoja, joita emme halua emmekä tarvitse”, sanoo neurotieteilijä Maria Wimber. ”Unohtaminen on hyvä ja adaptiivinen asia.”
Traditionaalisesti unohtamista on pidetty aivoihin tallennetun ja tallennetun tiedon passiivisena rappeutumisena ajan myötä. Mutta vaikka jotkin muistot saattavat yksinkertaisesti haalistua kuin muste paperilla auringonvalossa, viimeaikaiset tutkimukset viittaavat siihen, että unohtaminen on usein tarkoituksellisempaa, ja pyyhkimistä ohjaavat monimutkaiset solu- ja molekyylimekanismit. Unohtelu ei myöskään välttämättä ole merkki virheellisestä muistista. ”Itse asiassa”, Wimber sanoo, ”laskennallisissa malleissa ja myös eläinkokeissa on kerta toisensa jälkeen osoitettu, että älykäs muistijärjestelmä tarvitsee unohtamista.”
Kaukana siitä, että unohtaminen merkitsisi epäonnistumista, unohtaminen saattaa olla aivojen eturivin strategia saapuvan tiedon käsittelyssä. Unohtaminen on välttämätöntä, jotkut tutkijat väittävät nyt, koska aivojen muistilaitteiston biologinen tavoite ei ole tiedon säilyttäminen, vaan pikemminkin aivojen auttaminen tekemään järkeviä päätöksiä. Sen ymmärtäminen, miten aivot unohtavat, voi tarjota vihjeitä henkisen suorituskyvyn parantamiseen terveissä aivoissa ja samalla antaa tietoa erilaisten mielenterveyden häiriöiden taustalla olevista mekanismeista.
1800-luvun saksalaisen psykologin Hermann Ebbinghausin suunnittelema kuvaaja kvantifioi muistin hajoamisen ajan kuluessa. Nykytutkijat käyttävät tätä kuvaajaa havainnollistamaan kilpailua muistin vahvistumisen (eli konsolidoinnin, siniset nuolet) ja muistia heikentävien ja heikentävien prosessien (unohtaminen, vaaleanpunaiset nuolet) välillä. Tässä esimerkissä muistaminen on voimakasta (huippuprosentti säilyy) noin kahden päivän kuluttua muistin hankkimisesta. Sen jälkeen muisti heikkenee nopeasti noin kahden päivän ajan ja alkaa sitten vakiintua, kun konsolidointi tasapainottaa unohtamista.
Muistamisen biologia
Muisti itsessään on edelleen jonkinlainen mysteeri, mutta pohjimmiltaan se koostuu aivoissa tapahtuvista fysikaalisista muutoksista, jotka koodaavat edustuksen menneistä kokemuksista. Näihin muistijälkiin – joita kutsutaan engrammeiksi – voidaan päästä käsiksi menneisyyden rekonstruoimiseksi, vaikkakin epätäydellisesti. Monet asiantuntijat uskovat, että engrammit syntyvät vahvistamalla synapseja – paikkoja, joissa signaalit välittyvät hermosolujen eli neuronien välillä. Muistin palauttaminen mieleen aktivoi uudelleen hermosolujen signaalimallin, joka jäljittelee alkuperäistä kokemusta.
”Vallitseva näkemys on, että engrammin muodostumiseen liittyy synaptisten yhteyksien vahvistuminen sellaisten hermosolupopulaatioiden välillä, jotka … ovat aktiivisia tapahtuman aikana”, kirjoittavat Sheena Josselyn ja Paul Frankland tämänhetkisessä Annual Review of Neuroscience -julkaisussa. ”Tämä lisää todennäköisyyttä, että sama (tai samankaltainen) aktiivisuusmalli tässä solukokonaisuudessa voidaan luoda uudelleen myöhemmin.”
Engrammit eivät tietenkään tallenna jokaisen kokemuksen kaikkia yksityiskohtia. Jotkin tietueet toimintamalleista eivät säily. Ja se on hyvä asia, sanoo Wimber Birminghamin yliopistosta Englannista.
”Liian tarkka muisti ei ehkä ole oikeastaan sitä, mitä haluamme pitkällä aikavälillä, koska se estää meitä käyttämästä muistojamme yleistääksemme niitä uusiin tilanteisiin”, hän sanoi San Diegossa hiljattain pidetyssä Society for Neuroscience -järjestön kokouksessa. ”Jos muistimme ovat liian tarkkoja ja ylimitoitettuja, emme voi käyttää niitä … ennusteiden tekemiseen tulevista tilanteista.”
Jos muistisi tallentaa esimerkiksi jokaisen tarkan yksityiskohdan siitä, kun koira puri sinua puistossa, et välttämättä osaisi varoa erilaista koiraa eri puistossa. ”Itse asiassa”, Wimber sanoo, ”se, mitä saattaisimme haluta, on joustavampi ja yleistetympi muisti, ja siihen liittyisi hieman yksityiskohtien unohtamista ja enemmän muistin pääpiirteittäistä kehittämistä.”
Tällaiset ”virtaviivaistetut” muistit eivät ole muistin tehon vikojen tai rajoitusten sivuvaikutuksia, Frankland ja Blake Richards huomauttivat Neuron-lehdessä vuonna 2017 ilmestyneessä artikkelissa. Tällainen yksinkertaistaminen ”on olennainen osa adaptiivista muistia”, he kirjoittivat. ”Yksinkertaiset muistot, jotka tallentavat kokemuksiemme pääkohdat ja välttävät monimutkaisia yksityiskohtia, ovat parempia yleistettäväksi tuleviin tapahtumiin.”
Sisällön, ja vain pääkohdan, saaminen on siis arvokasta apuvälineenä älykkäiden päätösten tekemisessä, sanovat Frankland Toronton sairaalassa (Hospital for Sick Children) työskentelevä Frankland ja Richards Toronton yliopistosta. Heidän mielestään on väärin ajatella, että muisti on ”pelkkä keino, jolla tietoa siirretään ajassa erittäin tarkasti”. Pikemminkin he ehdottavat, että ”muistin tavoitteena on ohjata älykästä päätöksentekoa.”
Juuri pääkohdan ymmärtäminen on erityisen hyödyllistä muuttuvissa ympäristöissä, joissa joidenkin muistojen menettäminen parantaa päätöksentekoa monin tavoin. Ensinnäkin unohtaminen voi poistaa vanhentunutta tietoa, joka haittaisi järkevää harkintaa. Ja muistot, jotka toistavat menneisyyttä liian uskollisesti, voivat heikentää kykyä kuvitella erilaisia tulevaisuuksia, mikä tekee käyttäytymisestä liian joustamatonta selviytyäkseen muuttuvista olosuhteista. Unohtamatta jättäminen voi johtaa ei-toivottujen tai heikentävien muistojen pysyvyyteen, kuten posttraumaattisessa stressihäiriössä.
Aktiivinen unohtaminen
Unohtamisen suuri arvo edellyttää, että se ei tapahdu vahingossa. Joissakin tapauksissa unohtaminen voi yksinkertaisesti heijastaa kyvyttömyyttä palauttaa muistijälki mieleen, vaikka sitä koodaava engrammi säilyisi ehjänä. Mutta yhä useammat tutkijat uskovat, että tämä ei voi olla koko tarina. Kuten Ronald Davis ja Yi Zhong toteavat, aivojen huomattava tallennuskyky viittaa siihen, että niillä on tehokas tiedonhallintajärjestelmä, joka on varustettu tiedon hävittämismenetelmillä. ”Koska aivoihin voi ajan mittaan kertyä poikkeuksellisen suuri määrä muistin engrammeja, vaikuttaa loogiselta, että aivoilla on oltava … mekanismeja, joiden avulla ne voivat poistaa käyttämättömiksi jääneet muistot”, he kirjoittivat vuonna 2017 Neuron-lehdessä.
Psykologit ovat pohtineet aktiivisen unohtamisen mahdollisuutta yli puolen vuosisadan ajan, mutta vasta viimeisten noin 15 vuoden aikana tutkijat ovat keränneet asiasta merkittävää neurobiologista näyttöä. Vaikka unohtamisen neurotieteellinen tutkimus on vielä lapsenkengissään, tutkijat ovat alkaneet hahmottaa joitakin aivojen taktiikoita tiedon poistamiseksi. Neuron-lehdessä julkaistussa artikkelissaan Davis, Scripps Research Institute Floridasta, ja Zhong, Tsinghuan yliopisto Pekingistä, kuvaavat viime vuosina tehtyjä erilaisia tutkimuksia mekanismeista, jotka saattavat toteuttaa unohtamisprosessia.
Kun muistot hankitaan (ylhäällä vasemmalla), muistin jäljet tallentuvat molekulaaristen muutosten kautta soluverkostoihin muodostaen engrammin. Engrammiin tallennetut muistot voivat unohtua ”passiivisesti” erilaisilla prosesseilla (alhaalla vasemmalla), kuten muistin palauttamisen mahdollistavien kontekstuaalisten vihjeiden menetyksellä, muiden samankaltaisten muistojen aiheuttamilla häiriöillä tai yksinkertaisesti engrammin solujen epävakaiden biologisten materiaalien hajoamisella. Jotkut tutkijat uskovat, että ”aktiivinen” unohtaminen voi olla tehokkaampi tapa pyyhkiä muistia kuin passiiviset mekanismit. On ehdotettu useita aktiivisen unohtamisen muotoja, mukaan lukien tarkoitukselliset yritykset tukahduttaa epämiellyttävät muistot (motivoitu unohtaminen), muistin joidenkin osien unohtaminen toisten osien palauttamisen myötä, muistin hajoaminen, joka johtuu muun tiedonkäsittelyn aiheuttamista häiriöistä, ja ”sisäinen” unohtaminen – solujen ja biokemiallisten prosessien suorittama tiedon poistaminen, joka on olennainen osa aivojen muistilaitetta, jolla hallitaan tietoa tehokkaasti.
Joskus unohtuminen näyttääkin olevan ”passiivista” – seurausta joko engrammeja muodostavan biologisen materiaalin luonnollisesta hajoamisesta tai kyvyn menettämisestä hakea niitä, Davis ja Zhong totesivat. Monet unohtamisen muodot muistuttavat kuitenkin enemmänkin ohjelman suorittamista, joka pyyhkii tiedot kovalevyltä. Esimerkiksi uudet ärsykkeet voivat aktiivisesti häiritä vanhoja muistoja. Muistin osien palauttaminen mieleen voi aiheuttaa sen toisten osien katoamisen. Davis ja Zhong ehdottivat, että ”unohtavat solut” saattavat itse asiassa viestiä aivoille, että ne pyyhkivät muistijäljet pois. ”Oletamme, että … aivoilla on myös luontainen biologinen kyky pyyhkiä muistijälkiä käyttämällä samanlaisia signaalijärjestelmiä” kuin muistojen hankkimisessa ja tallentamisessa. Itse asiassa unohtaminen voisi olla aivojen tärkein strategia tiedon hallinnassa.
”Olettaisin, että unohtaminen saattaa olla aivojen oletusjärjestelmä”, Davis sanoi neurotieteen kokouksessa. ”Aivoissamme saattaa olla hidas krooninen unohtamissignaali, joka periaatteessa sanoo, että pyyhitään kaikki pois, ellei tuomari … tule puuttumaan asiaan ja sano, että tämä muisti on pelastamisen arvoinen.”
Erilaisissa kokeellisissa tutkimuksissa Davis ja muut ovat keränneet runsaasti todisteita sellaisten biokemiallisten prosessien roolista, jotka aktiivisesti pyyhkivät muistia. Esimerkiksi hedelmäkärpäsillä tehdyt tutkimukset viittaavat tunnettuun kemialliseen viestimolekyyliin dopamiiniin.
Kärpäset voivat muistaa välttää hajua, johon on liittynyt sähköisku, ja tätä muistia hallinnoivat hermosolut, joita kutsutaan sienirihmastoneuroneiksi. Iskut aktivoivat muita hermosoluja, jotka välittävät dopamiinia sienirunkosoluihin ja käynnistävät biokemiallisia reaktioita, jotka tallentavat muistin, joka yhdistää iskun hajuun. Muisti kuitenkin unohtuu pian (yleensä seuraavaan päivään mennessä). Jokin poistaa sen, ja todisteet viittaavat siihen, että dopamiini on vastuussa myös unohtamisesta.
Dopamiinin kaksoisroolia ei täysin ymmärretä. Mutta sienirungon neuroneilla on kaksi erillistä molekyyliantennia, jotka reagoivat dopamiiniin; toinen näistä antenneista (tai reseptorimolekyyleistä) käynnistää muistin muodostumisen, toinen edistää pyyhkimistä. Se, edistääkö vai pyyhkiikö dopamiini muistia, saattaa riippua asiayhteydestä, kuten vallitsevista biokemiallisista olosuhteista ja siitä, kuinka aktiivinen sienirihmastoneuroni on sillä hetkellä.
Hedelmäkärpäset muistavat pelätä hajua, jos sen läsnäoloon liittyy sähköisku. Tuo muisti muodostuu, koska sokki stimuloi dopamiinimolekyylin vapautumista hermosoluista, jotka ovat yhteydessä sienirihmaston neuroneihin samaan aikaan, kun haju laukaisee solusignaalin (kalsiumin kautta). Dopamiinin stimuloidessa sienirungon hermosolun ”molekyyliantenni” tai reseptorimolekyyli (dDA1) käynnistää kemiallisia reaktioita (cAMP-signaalimolekyylin välityksellä), jotka järjestävät sienirungon hermosolun uudelleen ja vahvistavat muistia. Muistaminen hiipuu ajan myötä, kun hajun puuttuessa alhaisemmat dopamiinitasot stimuloivat toista dopamiinireseptorimolekyyliä (DAMB), mikä johtaa muistin heikkenemiseen.
Jokatapauksessa pyyhkimisprosessiin osallistuu Rac1-niminen proteiini, jolla on osansa synapsien jäsentämisessä. Synapsien uudelleenjärjestely Rac1:n vaikutuksesta saattaa joidenkin tutkimusten mukaan olla vastuussa engrammien heikentymisestä. Rac1:n toiminnan estäminen auttaa esimerkiksi pidentämään sitä, kuinka kauan muistot säilyvät.
Rac1 saattaa olla mukana myös toisessa unohtamismekanismissa, jota ohjaa uusien hermosolujen syntyminen (neurogeneesiksi kutsuttu prosessi). Rotilla tehdyissä tutkimuksissa on havaittu, että olemassa oleviin hermopiireihin integroidut uudet hermosolut voivat jäsentää piiriä uudelleen. Tällaiset yhteyksien muutokset saattavat vaikeuttaa muistojen käyttöä, Frankland sanoi neurotieteen kokouksessa. Eläinkokeet ovat osoittaneet, että neurogeneesin keskeyttäminen säilyttää muistot, kun taas korkea neurogeneesitaso edistää unohtamista. Sitä, onko tämä unohtamisen muoto tärkeä ihmisillä, ei vielä tiedetä, sillä neurogeneesin määrä aikuisilla ihmisillä on edelleen avoin kysymys.
Joka tapauksessa todisteet viittaavat siihen, että monenlaisten ”unohtamissolujen” on osallistuttava engrammien poistamiseen. ”Muistojen pyyhkimiseen on todennäköisesti olemassa kymmeniä molekyyli- ja soluratoja”, Davis ja Zhong kirjoittivat Neuron-lehdessä.
Miten ja milloin nämä prosessit toimivat, voi riippua eri tekijöistä, kuten fyysisestä aktiivisuudesta, stressistä ja unesta. Unen tiedetään parantavan muistia ihmisillä ja muilla eläimillä, oletettavasti tarjoamalla aikaa, jolloin muistot voivat tallentua (tai ”konsolidoitua”) aivoihin. Davis ja Zhong huomauttavat, että uni voi myös auttaa muistia tukahduttamalla unohtamista ohjaavia prosesseja. Cell-lehdessä vuonna 2015 julkaistussa tutkimuksessa löydettiin todisteita siitä, että uni estää dopamiinin unohtumissignaalin vapautumista sienirungon neuroneihin.
Jos unohtaminen on avain siihen, miten aivot käsittelevät menestyksekkäästi sitä massiivista tietomäärää, jota ne kohtaavat päivittäin – kuten tähän mennessä kertyneet tutkimustulokset viittaavat -, unohtamisprosessin puutteet voisivat uskottavasti vaikuttaa aivojen häiriöihin, Davis ja Zhong toteavat. Puutteet kyvyssä unohtaa voivat liittyä esimerkiksi autismikirjon häiriöihin. Traumaperäisen stressihäiriön voimakkaat ja heikentävät muistot heijastavat varmasti kyvyttömyyttä unohtaa häiritseviä kokemuksia. Ei-toivotut, toistuvat, tunkeilevat muistot ovat ominaista joillekin psykiatrisille häiriöille, kuten skitsofrenialle. Ja kyvyttömyys unohtaa riippuvuutta aiheuttavaan huumeidenkäyttöön liittyviä vihjeitä heikentää päihteiden väärinkäytöstä toipumista.
Plussana on, että parempi ymmärrys unohtamisen biologiasta voisi auttaa tunnistamaan lääkkeitä, jotka pystyvät vahvistamaan tarvittavia muistoja ja samalla poistamaan ei-toivottuja muistoja. Tällaiset hyödyt voivat kuitenkin näkyä vasta, kun tutkimusta on tehty paljon enemmän, Davis sanoi neurotieteen kokouksessa – puhuessaan melko niukasti osallistuneessa istunnossa.
”Olemme hyvin, hyvin alussa yrittäessämme ymmärtää aktiivisen unohtamisen neurobiologiaa”, hän sanoi. Hän kuitenkin odottaa, että ala saa nopeasti lisää huomiota.
”Takaan, että viiden vuoden kuluttua tämä huone on täynnä”, hän sanoi. ”Neurotieteilijöiden joukot alkavat tunkeutua tälle alalle.” Jos hän on oikeassa, tulevat kokoukset unohtamisesta olisi ehkä parasta kutsua koolle tilavaan palatsiin – jossa on runsaasti roskiksia ja ehkä jopa roskakori.