Элхонон Голдберг - Креативный мозг. Как рождаются идеи, меняющие мир

Вот несколько вопросов, ответы на которые помогут прояснить взаимоотношения префронтальной коры и хранилища долгосрочной памяти – распределенным по всему мозгу и включающим большие участки заднего неокортекса:

• Мы знаем, что в процессе выполнения задания, вовлекающего оперативную память 31, происходит повторяющийся обмен информацией в обоих направлениях между префронтальной корой и задней корой, но какой именно информацией они обмениваются?

• Остается ли содержимое долгосрочной памяти, извлекаемое префронтальной корой в режиме «онлайн» во время решения задачи познавательного характера, исключительно там, где оно раньше хранилось, в задней коре, хотя и в активированном состоянии? Или оно как-то временно «копируется» в префронтальную кору?

• Если имеет место последнее, то вся ли значимая для задания информация, которая хранится в задней коре, «копируется» в лобные доли или существует некое сжатие данных?

• Если сжатие существует, то какова его природа? Это сжатие «без потерь», если использовать термин для сжатия данных, подразумевая, что значимая информация не теряется? Или существуют «потери», то есть информация в некоторой степени теряется?

• Если верно последнее, то какая информация теряется, а какая сохраняется?

• Какое бы информационное содержимое ни передавалось из задней ассоциативной коры в префронтальную, каков нейронный «механизм» этого процесса?

Ответы на эти вопросы все еще скрыты во мраке, по крайней мере в настоящее время, но некоторые относительно новые данные могут стать важным кусочком пазла. Эми Арнстен и ее коллеги из Йельского университета открыли ранее неизвестный тип взаимодействия внутри нейронных сетей, который является уникальным для префронтальной коры, – это сетевая динамическая система связей (СДС). Эта система связей включает в себя изменения связности внутри нейронной схемы без изменения архитектуры самой сети. Изменения быстрые, недолговечные и обратимые, и они происходят скорее на молекулярном, чем на синаптическом уровне (поэтому структурная архитектура сети не нарушается). Это делает СДС совершенно отличной от более полно изученных хранилищ долгосрочной информации (ДСИ), которые на порядки медленнее и которые включают в себя создание новых синапсов, меняющих связи внутри сети, и это изменение стабильное, с устойчивой структурой 32.

По данным Арнстен и ее коллег, СДС состоит в основном из пирамидных клеток III слоя (одного из шести нейронных слоев, составляющих кору головного мозга человека) в ДЛПФК. Уже более ста лет назад было известно, что эти нейроны, которые получили свое название из-за треугольной формы тел, участвуют в сложных процессах познания. Пирамидные нейроны открыл выдающийся испанский специалист в области нейроанатомии Сантьяго Рамон-и-Кахаль. У этих нейронов очень длинные аксоны, длинный апикальный дендрит, а также исключительное расположение для формирования сложных сетей и объединения информации из множества источников. Пирамидные клетки обнаруживаются во многих частях мозга, но их особенно много в префронтальной коре, где их система связей особенно широко распространена. Исключительная способность пирамидных нейронов префронтальной коры к объединению разнообразной и сложной информации отражается в сложности и плотности их ветвления. Это особенно характерно для III слоя, «наружного», который ответственен за связь префронтальной коры почти со всем остальным мозгом. У человека пирамидные клетки III слоя имеют почти в 23 раза больше дендритных шипиков (микроскопических выступов, обеспечивающих контакт с другими нейронами), чем у таких же клеток зрительной коры. Плотность и разветвленность системы связей пирамидных клеток префронтальной коры постепенно увеличивалась в процессе эволюции приматов, достигая своего пика в мозге человека. Пирамидные клетки префронтальной коры у человека содержат в среднем почти в два раза больше дендритных шипиков, чем такие же клетки у макак, и почти в четыре раза больше, чем у мармозеток 33.

Эти структурные признаки связаны с функциональными свойствами, которые позволяют нам разными и интересными способами соотносить нейронные сети со сложными процессами познания, некоторые из которых мы обсудим. Именно по этой причине я верю, что открытие СДС Эми Арнстен и ее команды нейробиологов из Йельского университета является одним из самых важных современных вкладов в науку. Это открытие может стать ключом к некоторым загадкам, для которых до сих пор не находилось ответов. Из этого следует целый букет взаимосвязанных гипотез, некое предположение, которое следует рассмотреть как таковое, не забывая о том, что гипотеза остается просто гипотезой, пока она не найдет либо подтверждения, либо опровержения. Но в любом случае самые важные открытия начинаются с гипотезы, предположения.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Можно было бы назвать торжеством справедливости тот факт, что в Муниша стрелял его же пациент-параноик и остаток жизни ученый провел в инвалидном кресле. По иронии судьбы, этот пациент не подвергся фронтальной лоботомии; если бы лоботомия была сделана, у него, возможно, просто не было бы психических сил для столь отвратительного деяния.

Эту точку зрения наглядно демонстрирует культурная эволюция религиозных верований. В самых ранних, анимистских формах сверхъестественное практически полностью копировало естественное: отдельное божество (или «дух», или что-то подобное) было определено для каждого типа предметов – дерева, ручья, камня. После множества повторений все более абстрактная модель постепенно отходила от конкретной физической реальности и эволюционировала. Кульминацией этой идеи стал монотеизм (все еще со множеством пророков, святых, апостолов и ангелов, притаившихся на заднем плане, остатков ранних абстракций). Повторяющаяся и иерархическая эволюция «социальных вымыслов» очень похожа на созидательную способность языка (даже если эти два процесса происходят в совершенно разных временных шкалах), и хорошо развитая префронтальная кора совершенно необходима для обоих.