Minnesforskare har kastat ljus över ett kognitivt limbo. Ett nytt minne – till exempel namnet på en person som du just har träffat – hålls i sekunder i det så kallade arbetsminnet, medan hjärnans neuroner fortsätter att fungera. Om personen är viktig för dig kommer namnet under några dagar in i ditt långtidsminne, bevarat av permanent förändrade neurala kopplingar. Men vart tar det vägen under de mellanliggande timmarna, när det har lämnat ditt vanliga arbetsminne och ännu inte är inbäddat i långtidsminnet?

I Science visar ett forskarlag att minnen kan återupplivas från detta limbo. Deras observationer pekar på en ny form av arbetsminne, som de dubbar prioriterat långtidsminne, som existerar utan förhöjd neuronal aktivitet. I överensstämmelse med andra nyligen utförda arbeten tyder studien på att information på något sätt kan hållas kvar bland synapserna som förbinder neuronerna, även efter det att det konventionella arbetsminnet har bleknat.

”Det här är ett riktigt fundamentalt fynd – det är som minnets mörka materia”, säger Geoffrey Woodman, en kognitiv neurovetenskapsman vid Vanderbilt University i Nashville, som inte var inblandad i arbetet. ”Det är svårt att verkligen se det eller mäta det på något tydligt sätt, men det måste finnas där ute. Annars skulle saker och ting flyga isär.”

Kognitiv neurovetare Nathan Rose och kollegor vid University of Wisconsin (UW) i Madison lät först försökspersoner titta på en serie diabilder som visade ansikten, ord eller prickar som rörde sig i en riktning. De spårade den resulterande neurala aktiviteten med hjälp av funktionell magnetresonansavbildning (fMRI) och visade med hjälp av en algoritm för maskininlärning att de kunde klassificera den hjärnaktivitet som var förknippad med varje objekt. Sedan tittade försökspersonerna på föremålen i kombination – ett ord och ett ansikte, till exempel – men fick en signal att fokusera på endast ett föremål. Först dök hjärnans signaturer för båda objekten upp, vilket i denna omgång mättes med elektroencefalografi (EEG). Men den neurala aktiviteten för det obekräftade objektet sjönk snabbt till baslinjen, som om det hade glömts bort, medan EEG-signaturen för det betingade objektet fanns kvar, ett tecken på att det fortfarande fanns kvar i arbetsminnet. Men försökspersonerna kunde ändå snabbt återkalla det okryssade objektet när de uppmanades att komma ihåg det några sekunder senare.

Rose, som nyligen lämnade UW för University of Notre Dame i South Bend, Indiana, och hans kollegor vände sig sedan till transkraniell magnetstimulering (TMS), en icke-invasiv metod som använder sig av snabbt föränderliga magnetfält för att leverera en puls av elektrisk ström till hjärnan. De lät försökspersonerna utföra samma uppgift med ett kuverterat minne och applicerade sedan en bred TMS-puls strax efter det att signaturen för det okuderade minnesobjektet hade bleknat. Den lämpliga neurala aktiviteten för det ”glömda” objektet ökade kraftigt, vilket visade att minnet återaktiverades i det omedelbara medvetandet från sitt latenta tillstånd. När TMS:en dessutom riktade sig direkt mot de hjärnområden som ursprungligen var aktiva för det obearbetade objektet var reaktiveringssvaret ännu starkare.

Studien tar inte upp hur synapser eller andra neuronala egenskaper kan hålla denna andra nivå av arbetsminne, eller hur mycket information den kan lagra. ”Det är ett primitivt tidigt steg för att förstå hur vi för in saker i minnet”, säger Bradley Postle, kognitiv neurovetare vid UW, som är medförfattare till studien.

Woodman håller med. ”Bra studier tenderar att lyfta fram fler frågor än de besvarar”, säger han. ”Detta arbete gör absolut det.” I slutändan, säger han, skulle detta nya minnestillstånd kunna få en rad praktiska konsekvenser, från att hjälpa collegestudenter att lära sig mer effektivt till att hjälpa människor med minnesrelaterade neurologiska tillstånd som amnesi, epilepsi och schizofreni.

För mer av vår forskning och nyhetsrapportering om minne, besök vår ämnessida.