Мозг. Как он устроен и что с ним делать - Илья Мартынов

Амигдала располагается перед другой важной структурой памяти – гиппокампом. Его можно считать местом, где сходятся условные и безусловные стимулы. Если вспомнить эксперименты Павлова с собакой, именно здесь впервые встречаются сигналы о запахе еды (безусловные) и звонка (условные). И гиппокамп выполняет удивительную работу, состоящую из двух параллельных процессов. Он анализирует поступающую информацию, оттесняя реакции на посторонние случайные стимулы, и одновременно извлекает следы информации из памяти под влиянием приходящих сигналов о текущей мотивации.

В 2010-х годах в нейробиологии устоялась идея о том, что в гиппокампе каждый день образуется около 700 новых нервных клеток. Некоторые ученые предполагали, что эти клетки могут участвовать в запоминании новых навыков.

Однако в исследовании 2018 года, опубликованном в Nature, в 59 образцах гиппокампа умерших людей так и не удалось найти следов появления новых нейронов. В то же время выяснилось, что новые нейроны в гиппокампе обнаруживаются у новорожденных (около 1600 клеток в одном квадратном миллиметре). Но у подростков эта цифра снижается до 2,4. Есть предположения, что к окончанию периода миелинизации (25–27 лет) новые нейроны практически перестают образовываться. Сторонники другой гипотезы утверждают, что новые клетки все же рождаются, но в столь ничтожных количествах, что остаются практически незамеченными. Незадолго перед тем, как мне нужно было сдавать рукопись книги редактору, весной 2019 года вышла статья в журнале Nature Medicine, в которой авторы описывали обнаруженные ими признаки новых нейронов у пожилых людей (до 87 лет). Таким образом, мы имеем совершенно противоречивые данные в достаточно новых исследованиях. Так что вопрос о возможности восстановления нервных клеток в гиппокампе пока остается открытым.

В 2015 году в Science вышло необычное исследование, авторы которого, используя светочувствительный белок родопсин, научились управлять активностью клеток гиппокампа с помощью света. Для этого ученые из Массачусетского института (Кембридж) так модифицировали геном мышей, чтобы их нейроны активно синтезировали родопсин. Когда животных обучали избегать (бояться) комнату с электрическим током, светом включали именно нейроны с родопсином (в мембраны клеток животных встраивали светочувствительные белки. Таким образом исследователи делали эти нейроны управляемыми и ответственными за воспоминания о том, что при зажигании света появляется ток. Если же возбудить эти нейроны просто светом, животное будет бояться, даже не находясь в комнате с током. Но исследователи пошли еще дальше. Они обучали мышей избегать комнату с током и сразу после обучения давали блокатор синтеза белка. А нам уже известно, что блокирование синтеза белков влияет на структуру синапса. И действительно, клетки образовывали меньше новых контактов. Как результат – через сутки у мышей развилось состояние искусственной амнезии и они напролом шли в комнату с током, считая ее безопасной.

И тогда ученые сделали вывод, что блокатор синтеза белка как бы стер воспоминания. Они решили это проверить и попытались, воздействуя светом, активировать одну из ранее обученных клеток. И все получилось! Как только клетку возбуждали, сигнал шел дальше по цепочке и мышь вновь начинала проявлять признаки страха перед опасной комнатой.

То есть даже если информация кажется потерянной, ее еще можно вспомнить. Просто из-за нарушений в гиппокампе сделать это становится сложнее. Получается, гиппокамп участвует не только в фиксации информации, но и в ее воспроизведении, сохраняя адреса следов, хранящихся в памяти. Это очень важная деталь. В гиппокампе словно хранятся карточки с указателями к информации в других частях мозга.

Отбор стимулов на предмет их сохранения в памяти связан со сложным эмоционально-мотивационным аппаратом. По-видимому, гиппокамп, не без направляющего участия лобных областей коры, сохраняет эмоционально значимую информацию.

Важно добавить, что долговременная память формируется при непременном участии систем подкрепления, точно так же, как в экспериментах Павлова с собаками. Долговременная память имеет условно-рефлекторную природу.

Давайте резюмируем, что мы узнали о памяти. Есть клетки, которые образуют контакты друг с другом. Это распределенная долговременная форма памяти. Краткосрочная память – это временное пробегание импульсов по сетям (временно активные синапсы). Преимущественно в долгосрочной памяти данные хранятся в коре (в зависимости от типа информации). Когда нужно что-то запомнить, включается гиппокамп, который сортирует информацию. Он же «прописывает» карточку с инструкцией о том, как потом извлечь информацию из коры и других структур (как бы кодирует путь). Амигдала, гипоталамус и другие структуры обеспечивают эмоциональную окраску информации. При этом амигдала в большей степени способствует запоминанию негативно окрашенной информации. Когда нужно что-то вспомнить, импульсы через гиппокамп следуют по нужной сети, извлекая целостное воспоминание за счет одновременной активации большого количества клеток в разных участках мозга.

Вопрос о том, насколько ограничен объем долговременной памяти, не решен. Одни исследователи считают объем хранилища воспоминаний неограниченным, другие полагают, что мозг все же избавляется от некоторых старых воспоминаний, чтобы высвободить место для новых. Примеры с ложными воспоминаниями, которые я приведу чуть позже, возможно, помогут вам понять всю сложность функционирования памяти.

Очень важно понимать, что, поскольку в систему запоминания и извлечения информации включены одни и те же структуры, многие воспоминания могут перемешиваться и перезаписываться. Часть из них может быть попросту ненастоящей. В пользу этого говорят данные, полученные в исследованиях психологов и физиологов.

Когнитивный психолог Элизабет Лофтус изучала, как под воздействием времени и различных событий могут изменяться воспоминания людей. Ее интересовало, насколько точны показания людей, ставших свидетелями ДТП или какого-то преступления. Она показывала испытуемым небольшие видеофрагменты с запечатленными на них моментами дорожно-транспортных происшествий. Затем Лофтус разделяла участников исследования на условные группы, каждой из которых формулировала один и тот же вопрос по-разному. Результаты оказались ошеломляющими.

Формулировка вопроса «Видели ли вы, как разбилась фара?» влекла за собой больше ложных свидетельств о разбитой фаре, чем варианты с наводящими вопросами. Исследовательница пришла к выводу, что формулировка вопроса может серьезно исказить или трансформировать память свидетеля.

Позднее выяснилось, что возможна не только трансформация воспоминаний, но и их имплантация в психику. Исследователи отбирали испытуемых, а затем просили их родственников рассказать о некотором событии из детства самих испытуемых. Причем в действительности такого события не было. Например, родственники рассказывали испытуемому, что он в возрасте пяти лет потерялся в торговом центре.

Около 25 % испытуемых в конечном итоге начинали верить в правдивость этих событий. Более того, они потом дополняли всевозможными деталями. По сути, этим людям внедрили воспоминания, которых не было. А теперь задумайтесь: как много вы на самом деле помните из детства?