Дэвид Барри - Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

Многие фундаментальные вопросы все еще остаются без ответа, но нам уже ясно, почему бедный Генри Молисон испытал после удаления гиппокампа с обеих сторон столь тяжелую потерю памяти и, в частности, почему ему было так трудно запомнить, где находится его новый дом. Гиппокамп вместе со связанными с ним отделами мозга поддерживает нашу способность к навигации и создает основу для «когнитивных карт», существование которых предполагал Толмен.

Также легко понять, почему ранняя стадия болезни Альцгеймера так часто сопровождается проявлением признаков дезориентации [478] Hort, J., Laczó, J., Vyhnálek, M., Bojar, M., Bureš, J., & Vlcek, K. (2007). ‘Spatial navigation deficit in amnestic mild cognitive impairment’, Proceedings of the National Academy of Sciences, 104 (10). P. 4042–4047. . Связанные с этим заболеванием повреждения мозга часто начинаются с ЭК, в которой находится сеть нейронов решетки, а потом распространяются и на сам гиппокамп. Неудивительно, что один из первых вопросов, которые задают пациентам с симптомами деменции, — это «Как вы думаете, где вы находитесь?».

Поиск средств лечения болезни Альцгеймера (или, что было бы еще лучше, ее предотвращения) идет медленно, но расширение знаний о том, как именно мозг позволяет нам ориентироваться в пространстве, уже сейчас помогает больным лучше справляться с ее дезориентирующими эффектами. Например, архитекторы получили возможность проектировать здания, в которых пациентам легче находить дорогу [479] См., например, http://www.niallmclaughlin.com/projects/alzheimers-respite-centre-dublin/. . Сотрудничество нейробиологов и проектировщиков стремительно развивается, и его плоды принесут пользу всем нам — либо непосредственно, либо благодаря улучшению жизни близких нам людей.

В одном из наиболее известных экспериментов, связанных с навигацией у человека, участвовали лондонские таксисты, которым для получения лицензии необходимо заучить тысячи разных маршрутов по городу. Приобретение «Знания», как это называется на профессиональном жаргоне, — процесс чрезвычайно трудоемкий; обычно он занимает от двух до трех лет, и все равно не всем водителям удается сдать заключительный экзамен. Элеанор Магуайр и ее сотрудники продемонстрировали при помощи магнитно-резонансной томографии мозга, что задняя часть гиппокампа таксистов значительно крупнее, чем у людей из контрольной группы [480] Maguire, E. A., Gadian, D. G., Johnsrude, I. S., Good, C. D., Ashburner, J., Frackowiak, R. S., & Frith, C. D. (2000). ‘Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers’, Proceedings of the National Academy of Sciences, 97 (8). P. 4398–4403. .

Более того, степень увеличения этой структуры зависела от длительности работы испытуемого таксистом — чем дольше, тем больше [481] Интересно отметить, что за эти изменения, по-видимому, приходилось платить. Передняя часть гиппокампа у испытуемых из контрольной группы оказывалась крупнее, чем у водителей такси, что, возможно, означает, что у таксистов может быть понижена способность вспоминать некоторые виды визуальной информации. . Интересно отметить, что у водителей лондонских автобусов, проработавших в течение приблизительно такого же времени, подобных изменений объема гиппокампа не обнаружилось. Это предположительно связано с тем, что многократные поездки по одному и тому же маршруту представляют собой менее сложную навигационную задачу, чем работа водителя такси [482] Maguire, E. A., Woollett, K., & Spiers, H. J. (2006). ‘London taxi drivers and bus drivers: a structural MRI and neuropsychological analysis’, Hippocampus, 16 (12). P. 1091–1101. .

Из результатов, которые получила Магуайр, следует, что размеры гиппокампа зависят от того, насколько интенсивно мы его «упражняем» — другими словами, от того, как часто наши занятия приводят его в действие. Если мы подолгу используем свою пространственную память для навигации, гиппокамп будет увеличиваться, и наоборот [483] Konishi, K., & Bohbot, V. D. (2013). ‘Spatial navigational strategies correlate with gray matter in the hippocampus of healthy older adults tested in a virtual maze’, Frontiers in Aging Neuroscience, 5. . В соответствии с этим принципом «используй, или потеряешь» некоторые исследователи предположили даже, что по мере старения нам следует стараться как можно активнее использовать свою пространственную память — а не полагаться все время на GPS, — потому что это может уменьшить опасность развития заболеваний, подобных болезни Альцгеймера, а также защитить нас от обычного возрастного ухудшения навигационных способностей.

Эта теория привлекает повышенное внимание прессы, но пока что, по-видимому, нет никаких данных, непосредственно подтверждающих ее. Я спросил Мартина Россора, директора Британской программы исследования деменции, и его коллегу Джейсона Уоррена, считают ли они, что уменьшение гиппокампа из-за недостаточного использования способно увеличивать вероятность развития болезни Альцгеймера.

Россор высказался осторожно. Он сказал, что не видит, как уменьшение объема гиппокампа само по себе могло бы повышать вероятность развития этого заболевания. Тем не менее он считает возможным, что «когнитивные резервы» пациента со сравнительно маленьким гиппокампом могут быть меньше, чем у человека с более крупным гиппокампом [484] Stern, Y. (2006). ‘Cognitive reserve and Alzheimer disease’, Alzheimer Disease & Associated Disorders, 20, S 69–74. Также: Xu, W., Yu, J. T., Tan, M. S., & Tan, L. (2015). ‘Cognitive reserve and Alzheimer’s disease’, Molecular Neurobiology, 51 (1). P. 187–208. . Другими словами, тяжесть или последствия болезни могут отчасти зависеть от того, насколько развитыми были затронутые ею отделы мозга до ее начала. Таким образом, человек с маленьким — возможно, из-за недостаточно активного использования — гиппокампом действительно может оказаться менее устойчивым к болезни Альцгеймера.

Уоррен, однако, предупредил, что здесь идет речь о «проблеме курицы и яйца»:

Взять, например, кого-нибудь вроде меня: у меня отвратительное чувство ориентировки, и я готов воспользоваться любыми электронными средствами, какие только мне попадутся, лишь бы добраться из пункта А в пункт Б. Если у меня потом начнется болезнь Альцгеймера, — будет ли это из-за того, что я пользовался помощью электронных приборов, или из-за того, что у меня была слабая система гиппокампальной навигации?

Россор отметил также, что болезнь Альцгеймера не всегда сопровождается затруднениями в области навигации. Все зависит от того, где именно в мозге возникают клубки и бляшки, являющиеся определяющими признаками этого заболевания. Кроме того, затруднения при поисках дороги могут отражать нарушения, не имеющие ничего общего с навигацией. Например, при некоторых формах деменции люди утрачивают способность узнавать местность. Такой пациент может знать, что находится в больнице, и даже помнить, как он туда попал, но, поскольку он не способен назвать это здание, создается впечатление, что он заблудился. Или, в более простом случае, если человек не может сказать, где он находится, это может быть связано с тем, что он просто забыл, как попал в это место.