Ильва Эстбю - Это мой конёк. Наука запоминания и забывания

Исследователи объясняют это следующим образом: благодаря активности нейронов одной группы вызвать активность соседних нейронов проще. Образуется единая нейронная сеть. Таким образом, основную идею Алана Бэддели о контекстно-зависимых воспоминаниях продемонстрировала наблюдаемая в мозге картина — но не у мышей, совершающих погружение под воду, а благодаря погружению в кору их головного мозга.

Когда мы получаем новый опыт, находясь в особых условиях в каком-то особом месте, у нас в мозге образуется воспоминание, оно оказывается на коре и находится там до тех пор, пока мы не вызовем его в памяти. В каждом воспоминании не одна нейронная связь, а целые тысячи. Воспоминание — это нечто большее, чем долговременная потенциация, открытая Терье Лёмо.

Но как оно выглядит? Можно ли разглядеть сложно устроенное воспоминание — так же, как мы видим один след памяти? Перейдем от мозга кролика и крысы к мозгу человека: заглянем в него в тот момент, когда воспоминания оживают. К счастью, нам не нужно давать людям наркоз и вскрывать черепа, чтобы заглянуть в их воспоминания. В Университетском колледже Лондона профессор Элеонор Магуайр, психолог, одна из ведущих мировых экспертов в области памяти, создала своего рода прибор для чтения мыслей: для этого ей понадобился МРТ-сканнер и мозг добровольцев.

МРТ-сканнер делает снимки с помощью сильного магнитного поля. Все части тела реагируют на него по-своему — благодаря этому мы получаем их четкое изображение. Настроив МРТ-сканер определенным образом, мы увидим, например, уровень кислорода в крови, циркулирующей в области мозга. Так как кислород необходим для деятельности клеток, на снимке видны участки с наибольшей активностью. Так мы узнаем, какие области мозга наиболее активны, когда испытуемые запоминают информацию. Это называется «функциональная МРТ» (фМРТ): она демонстрирует работу мозга, тогда как структурная МРТ лишь показывает его строение. Видны и воспоминания: они светятся, как крошечные фонарики под толщей зеленой воды, озаряющие океан мелкими вспышками.

Но реально ли понять, о каких воспоминаниях думает человек? В лаборатории Элеонор Магуайр испытуемых помещали в МРТ-аппарат и просили вспомнить пережитые моменты. И благодаря МРТ-снимкам она буквально видела, что именно вспоминали испытуемые. Магуайр наблюдала активность гиппокампа, в то время как люди вспоминали эпизоды из прошлого, — каждое воспоминание имело уникальную схему активности. Она не могла прямо сопоставить снимки МРТ и воспоминания, однако компьютерная программа выучила связь между схемами активности головного мозга испытуемых и воспоминаниями испытуемых. Затем эта программа предоставляла информацию, какие МРТ-снимки и воспоминания соответствуют друг другу [21] «Машина для чтения мыслей» Элеонор Магуайр: Chadwick, M.J., Hassabis, D., Weiskopf, N. & Maguire, E.A. (2010). Decoding individual episodic memory traces in the human hippocampus. Current Biology, 20(6), 544–547. .

Чем не аппарат для чтения мыслей?

«Мы заранее договорились с испытуемыми, о чем именно они будут думать, находясь в МРТ-аппарате. Скажем так, это чтение мыслей по доброй воле », — говорит Элеонор Магуайр.

В данный момент она видит дорожки на виниловой пластинке, но саму музыку не слышит.

«Следующий этап — понять, о чем именно думают люди, не зная заранее варианты ответов. Но до этого еще далеко», — предупреждает она.

Так что чтение мыслей мы спокойно оставим научно-фантастическим фильмам и книгам.

Исследования Магуайр не сводятся к фиксированию воспоминаний по узорам на МРТ-снимке, напоминающим клетки на шахматной доске. Воспоминания — это большие и сложные структуры, они уникальны, и получить точную информацию о них можно лишь у их носителя. Но профессору Магуайр удалось выяснить, как со временем меняются следы памяти [22] В мозге воспоминания со временем меняются: Bonnici, H.M., Chadwick, M.J. & Maguire, E.A. (2013). Representations of recent and remote autobiographical memories in hippocampal subfields. Hippocampus, 23(10), 849–854. . Ее исследовательская группа наблюдала за активностью гиппокампа испытуемых при определенном воспоминании: ее фиксировали в передней части гиппокампа у воспоминаний двухнедельной давности и в задней, если воспоминанию уже десять лет.

«Воспоминания состоят из мелких элементов полученного нами впечатления — собираясь в единое целое, они образуют воспоминание», — объясняет она.

«Когда воспоминания свежие, они легкодоступны и хранятся в гиппокампе, а мы с ходу представляем себе все произошедшее. Со временем воспоминания стареют, уходят в прошлое — их кусочки хранятся в разных частях мозга. Чтобы их оживить, нужна более сложная реконструкция. И благодаря гиппокампу отдельные элементы становятся цельной картиной».

Но что именно она видит, благодаря чему воспоминания оставляют уникальную «подпись» на МРТ-снимках? Элеонор Магуайр считает, что над каждым конкретным воспоминанием трудятся целые группы нервных клеток.

«Раз у каждого воспоминания есть уникальный рисунок, значит, информация о первом впечатлении по-прежнему есть, и она имеет отношение к биологическому следу памяти. Но разрешение МРТ-снимка крайне низкое, и потому мы видим только крупные группы нервных клеток, активирующихся одновременно».

«Важно изучать воспоминания на клеточном уровне, однако необходимо также уделить внимание и более крупным единицам. Даже хорошо, что воспоминания предстают перед нами в облаке активности. Нам приходится думать о них именно в таком ключе, ведь все-таки это не просто связь между двумя клетками — они устроены гораздо сложнее», — говорит Магуайр.

Элеонор Магуайр считает, что для эпизодических воспоминаний прежде всего важно место действия.

«Мелкие единицы, образующие воспоминание, сами по себе не имеют никакого значения, пока не помещаются в какую-то точку — туда, где разворачивались события».

Впечатление привязывается к системе координат и нейронам места, расположенным в гиппокампе, благодаря укреплению синаптических связей за счет долговременной потенциации. Так воспоминания встают на место у нас в голове.

«Мы надеемся, что наше открытие поможет раскрыть тайну болезни Альцгеймера. Задолго до появления других симптомов у пациентов с этим заболеванием искажается восприятие пространства, — говорит Эдвард Мосер. — Самые свежие эпизодические воспоминания при появлении заболевания страдают первыми: они исчезают раньше впитанных нами за всю жизнь знаний и до того, как пропадут навсегда более зрелые воспоминания — словно облако светящихся частичек в океане».

А как там дела у наших аквалангистов? Вы же не забыли, что в самом начале главы мы отправили десять человек в ледяной Осло-фьорд?

С крыши водолазного центра льется дождь, мы, стуча зубами, стоим на берегу и потираем руки, отчаянно пытаясь согреться. Разумеется, все пловцы принимают участие в эксперименте добровольно, их никто не заставлял. Об их местоположении говорит лишь несколько пузырей на поверхности воды, и мы слегка нервничаем. А если с ними что-то случится? А если память у них окажется скверной — как у медузы? Обещаем, мы еще вернемся к аквалангистам, но сначала обсудим — а какая память, например, у медуз?