Текст книги "Это мой конёк. Наука запоминания и забывания"

«Генри столько сделал для науки, что меньшее, чем мы можем его отблагодарить, – продолжить исследования и после его смерти», – считает Якопо Аннесе.

Это знание принесет пользу всем нам, ведь маленький гиппокамп может оказаться ключом ко многим тайнам мозга. Юлий Цезарь Аранци назвал его гиппокампом именно из-за внешнего вида; в Италии эпохи Возрождения морских коньков наравне с шелкопрядами считали загадочными существами. Если предмет имеет особые черты и выделяется из общей массы, гиппокамп сохранит о нем воспоминание. Теперь нам это известно, но Юлий Цезарь Аранци не мог ничего знать о своей находке. Он в первую очередь хотел привлечь внимание к своему открытию и сохранить его в памяти людей.

Глава 2
ФЕВРАЛЬСКАЯ ПОГОНЯ ЗА МОРСКИМИ КОНЬКАМИ
Или куда уходят воспоминания?

Воспоминания весьма живучи, но, как и сны, лучше чувствуют себя в темноте. Десятилетиями они прячутся у нас глубоко внутри, как обломки потерпевших крушение кораблей. Иногда опасно вытаскивать их на свет.

ДЖ. БАЛЛАРД[13]13
  Ballard, J. G. Looking back at Empire. Статья в The Guardian, 4 марта 2006 г.


[Закрыть]

У причала дайвинг-центра «Гюльте» – он находится в часе езды от Осло – можно встретить более 40 видов голожаберных моллюсков. Любых цветов – от темно-фиолетового до прозрачно-белого; по всему телу у них расположены щупальца, оканчивающиеся небольшими звездочками; некоторые покрыты розовой бахромой, как персонажи диснеевских мультфильмов 1950-х гг. Они тянут оранжевые конечности к свету у поверхности, втягивают в туловище светло-зеленые усики, ползают в облаке светящихся частичек, вихрем кружащихся в морской воде у самого причала.

Температура воды сейчас всего 5 °C, а на поверхности фьорда у берега покачиваются льдинки. Скоро к моллюскам придут десять одетых в черное аквалангистов – они попытаются разгадать секреты морских коньков. На ногах у пришельцев большие ласты – шлепая ими по причалу, словно пингвины, наши испытуемые погружаются в море и, поднимая новый вихрь частичек, медленно движутся туда, где глубина достигает 15 метров. Об их местонахождении говорят лишь пузыри на темной поверхности воды. Мы находимся в Осло-фьорде, но морские коньки, которых они ищут, живут не в воде – они находятся под плотными водолазными капюшонами. Ныряльщики погружаются в ледяную воду, чтобы узнать, что происходит в гиппокампе. Они ищут память.

Мы постараемся выяснить, как ведут себя воспоминания, когда входят в нашу память. Наши аквалангисты вот-вот нарушат покой поверхности и нырнут в самую глубину. На самом деле процесс запоминания не так уж сильно отличается от процесса погружения. Единственный признак того, что память действительно существует, – то, что мы из нее извлекаем, подобно пузырям на поверхности воды.

Мы собираемся повторить эксперимент, широко известный в сфере изучения памяти, – впервые его провели в 1975 г. у берегов Шотландии. Ученые Дункан Годден и Алан Бэддели решили проверить один из популярных мифов: человеку легче вспомнить ход событий, когда он возвращается на место преступления; как известно, в детективных романах полицейские разоблачают убийцу именно там, где был найден труп. Проще ли воспоминаниям всплыть на поверхность в той точке, где они вошли в память? Как и где именно хранятся воспоминания?[14]14
  Эксперимент с водолазами: Godden, D.R. & Baddeley, A.D. (1975). Context-dependent memory in two natural environments: on land and underwater. British Journal of Psychology, 66(3), 325–331.


[Закрыть]

Теория проста: если оказаться в той же обстановке, что и в момент события, на нас хлынет поток воспоминаний – неважно, хотим мы того или нет. Чтобы проверить ее на деле, в 1970-е гг. двое ученых провели следующий эксперимент: помещая водолазов в различную среду – на причал и на пятиметровую глубину, – они просили их запомнить ряд слов. Эксперимент проводился в два этапа и в различных условиях. Водолазам необходимо было выучить и затем воспроизвести несколько списков слов – и под водой, и на суше. Ученые предполагали, что под водой, где холодно, мокро, а дышать приходится в маске – в общем, в непривычной обстановке, – водолазам будет намного тяжелее запоминать информацию, чем на берегу. Согласно гипотезе, также сложнее вспоминать выученное под водой, поскольку из-за давления и смеси газов, которой испытуемые дышат, сосредоточиться сложнее.

Мы устраиваем аквалангистам погружение в Осло-фьорд в феврале – и мы первыми повторяем эксперимент Бэддели и Годдена в открытом океане (его однажды повторяли в бассейне, но все же бассейн – это не океан). Покажут ли эти люди в возрасте от 30 до 51 те же результаты, что и испытуемые из ставшего легендой британского эксперимента?

«Теперь, имея опыт нескольких тысяч погружений, я могу в точности рассказать, где именно под водой была, а раньше у меня не получалось», – говорит водолаз-любитель Тине Хинн Квамме. Она будет фотографировать эксперимент под водой. «Когда люди только учатся погружаться, мало кто запоминает хоть что-нибудь или способен рассказать, что произошло. Например, новичков просят под водой написать свое имя задом наперед. Зачастую люди просто пишут “задом наперед” или меняют в своем имени лишь одну букву. А если спросить у них, сколько колес у коровы, они ответят, что четыре».

Как правило, воспоминания сохраняются в большой нейросети. Оказываясь в нашей памяти, они цепляются за уже имеющиеся схожие воспоминания – схожие по ситуации, чувствам, музыке, а также имеющие тот же смысл или сюжет. Очень редко воспоминания, словно рыбы-одиночки, остаются одни и не имеют никакого отношения к другим событиям – они попадают в рыболовную сеть, где полно других рыбешек (то есть воспоминаний). Когда позже мы будем рыться в памяти в поисках конкретного воспоминания, шанс поймать нужную рыбку возрастет, если одновременно нам встретится множество других, как-то связанных с искомой. Потянем один край сети, и вслед за ним выплывет и все остальное, и так до тех пор, пока мы не обнаружим то, что ищем. Но сработает ли этот механизм в стрессовой ситуации, когда на человеке снаряжение для погружений и воздействуют другие отвлекающие факторы? Поможет ли контекст вспомнить выученное под водой, если вспоминать тоже придется под водой?

Результаты эксперимента 1975 г. однозначны: списки слов, которые испытуемые запоминали под водой, им было легче вспомнить также под водой – а слова, выученные на берегу, проще было вспомнить на берегу. Мы ждем такого же результата, однако не хотим, чтобы наши ожидания как-то на него повлияли, поэтому о первом эксперименте мы аквалангистам не рассказывали.

Обстановка в водолазном центре «Гюльте» царит напряженная. Повторить чужие психологические эксперименты не так-то просто. Всегда есть место случайностям, и зачастую публикуются лишь подтвердившие гипотезу данные, а противоречащие ей результаты ученые прячут в дальний ящик – просто из-за стыда и разочарования. Одна исследовательская группа решила повторить 100 экспериментов, относящихся к различным областям психологии, – удачными были только 36[15]15
  Психологические эксперименты необходимо повторять через равные промежутки времени: Open Science Collaboration. (2015). Estimating the reproducibility of psychological science. Science, 349, aac4716.


[Закрыть]. Эксперимент с водолазами, однако, ученые раньше не повторяли – впервые это случится в Дрёбаке и именно сегодня, этим холодным, дождливым февральским днем.

На протяжении истории философы и писатели выдвигали массу теорий о том, что такое память, как мы учим и запоминаем новое, как в нашей памяти всплывают воспоминания. Без всяких намерений обидеть целую группу ученых скажем: философов прошлого можно считать нейропсихологами своего времени, ведь они изучали и пытались понять, как работает мозг, однако у них не было результатов современных исследований. Главный вопрос, на который все ищут ответ, – в какой именно части мозга хранятся воспоминания, как это вообще возможно, что они закрепляются в розовой массе, образуемой клетками и артериями нашего мозга? Еще Аристотель сравнивал человеческий мозг с восковыми табличками, на которых фиксируется жизненный опыт. Но как именно он становится воспоминаниями – на этот вопрос ответа не было.

Проведя эксперимент с аквалангистами в «Гюльте», мы если и не увидим процесс выцарапывания воспоминаний на восковых табличках нашего мозга, то понаблюдаем за тем, как воспоминания цепляются друг за друга и образуют связи. Зависящая от контекста память сообщает нам немало базовых сведений о том, как образуются воспоминания. От того, что мы знаем о предмете в целом, зависит то, какую часть нового материала мы поймем. Все полученные впечатления мы видим в контексте уже имеющейся цельной картины – или, можно сказать, они попадают в рыболовную сеть. Если мы знаем, как проходила Французская революция, нам проще понять революцию 1917 г. в России, а если мы подробно изучили советский коммунизм, мы увидим в новом свете Французскую республику и так далее. Через некоторое время на поверхности появляются наши пловцы, замерзшие, с горящими глазами, и протягивают блокноты – в них они записали то, что запомнили из бессмысленного списка длиной 25 слов. И мы своими глазами видим, как их мозг объединил в одну нейросеть слова, водоросли и холодную воду. Но мы все еще стоим на причале, и февральский мороз пробирается даже под шерстяное белье. Не самые прекрасные ощущения.

В эпоху Возрождения, в XVI и XVII вв., многие верили в магические свойства памяти – ее считали самым загадочным из всех темных искусств. В то время жили волшебники и алхимики: они пытались не только превратить металлы в золото, но и получить власть над миром с помощью магических ритуалов и символов. Тайные общества, такие как ордены розенкрейцеров и вольных каменщиков, считали, что человек, пройдя через определенные стадии просвещения, становится всемогущим, почти равным богу. И самым магическим из всех искусств было искусство запоминания – считалось, что оно имеет связь с творческими способностями и фантазией, с заложенным в человека потенциалом творца[16]16
  Память как магия в представлениях людей XVI–XVII вв.: Yates, F.A. (1969). The art of memory. Harmondsworth: Peregrine Books.


[Закрыть].

Если подумать, не такая уж это и странная точка зрения: наша способность хранить прошлое и вызывать его в памяти в виде живых картин и правда нечто волшебное. У каждого из нас в черепной коробке есть личный театр, безостановочно показывающий спектакли – всегда в чуть иной интерпретации, а иногда и с другим актерским составом. Хотя сегодня мы знаем, что все наши мысли и чувства – это активность клеток мозга, по-прежнему уму непостижимо, что почти вся жизнь умещается в этом сером веществе. Множество чувств, а также переживаний – прекрасных, печальных, любовных, страшных – прячутся у нас в извилинах в виде электрических импульсов, доступных только нам. Даже у тех, кто пережил одно и то же событие, воспоминания будут совсем разными.

Но что именно представляет собой след памяти в мозге и поможет ли он нам лучше понять ее? Воспоминания абстрактны, как состояния и эпизоды: в голове мы можем пережить их заново, но фактически это укрепившиеся связи между нервными клетками. Воспоминания – вещь очень сложная. Это не только сведения, необходимые для победы в викторине, отдельные факты, которые мы вычленяем из тысяч других более или менее релевантных результатов поиска, обнаруженных в долговременной памяти. А теперь окунитесь в воспоминание о пережитом событии, оживите его в своих мыслях, вспомните все свои впечатления. Вы словно видите произошедшее на внутреннем киноэкране? Слышите звуки, голоса? Видите улыбку и глаза того, с кем беседуете? Жаркий летний день – вы сидите на пляже, а волны плещутся о гладкие камни? А еще запахи! В отличие от фильма, вы чувствуете ароматы: булочки с корицей или летний ветерок, гнилые водоросли на отмели или подгоревшие на гриле сосиски у компании неподалеку; можно даже ощутить соприкосновение воды и кожи, когда вы прыгаете в море. Все эти впечатления порхают по мозгу во время процесса вспоминания. Невозможно рассказать о воспоминании, лишь указав несколько связей в мозге. Его необходимо испытать самому.

Однако поиск следов памяти ученые не прекращают с момента обнаружения нейронов, то есть со времен Аристотеля и его восковых табличек. Их еще называют энграммами, то есть записями, и для занимающихся вопросами памяти ученых они стали своего рода священным Граалем. Энграммы позволят нам познать устройство самого мозга. С помощью аквалангистов мы пытаемся нащупать ту самую рыболовную сеть – нейронную сеть воспоминаний. Но каждая из ячеек сети прикреплена к другой, и физически эти связи расположены в мозге. Обнаружить их и понять, из чего они состоят, – вот предпосылка для понимания механизмов памяти. До 1960-х гг. это никому не удавалось.

Дело решил один счастливый кролик: Терье Лёмо первым обнаружил след памяти, самый мелкий элемент воспоминания, – в мозге кролика. Сейчас Терье почетный профессор медицины в Университете Осло и специализируется на физиологии, то есть науке о функционировании организма.

«Более всего мне интересно, как работает наше тело. Мне было недостаточно просто описать мозг», – говорит он.

В 1966 г. ученый склонился над тем счастливым кроликом, который жил в деревне, пасся на лужайке с клевером, и тревог в его жизни было очень мало – если они вообще были. В руках Лёмо кролику, напротив, пришлось здорово понервничать: ему дали наркоз, в черепе проделали довольно крупное отверстие, над ним склонился ученый с крошечными электродами.

«Мы давали кроликам наркоз, а затем убирали часть мозговой коры – так, чтобы был виден гиппокамп. Затем выливали сверху теплый чистый парафин. Благодаря этому мы видели четкую картину, все элементы которой оставались на своих местах, а парафин сохранял влажность и температуру, и во время эксперимента мозг по-прежнему работал. Мы проделали своего рода окошко к гиппокампу».

Прежде всего ученый хотел увидеть, что произойдет, когда он подаст в мозг слабые электрические импульсы – гиппокамп не представлял для него особого интереса, просто эту часть мозга было проще наблюдать. В отличие от очень сложной по строению коры головного мозга, гиппокамп имеет довольно простую и более понятную структуру, к тому времени уже неплохо изученную.

В то время Терье Лёмо работал у профессора Пера Андерсена – тот обнаружил внезапно возникающие в мозге волны сигналов. Ни профессор Андерсен, ни кто-либо еще не знали, что означали эти сигналы. Терье Лёмо решил изучить этот вопрос подробнее, и тут в игру вступил счастливый, но, увы, вскорости погибший кролик. С помощью маленького электрода Терье Лёмо отправлял слабые импульсы от одного участка мозга кролика в гиппокамп – там он измерял сигналы маленьким приемником.

Обнаруженное молодым ученым явление поражало воображение и никем ранее описано не было. Когда он пропускал электрические импульсы через гиппокамп кролика в виде небольшой очереди повторяющихся сигналов, ответ на другом конце постепенно становился более четким: принимающей сигнал клетке со временем требовалась более слабая стимуляция.

Вероятно, это можно назвать своего рода обучением: словно нервная клетка помнила, что ей необходимо отправить импульс, когда она получала информацию именно от этого нейрона! Как будто один из нейронов вначале настойчиво убеждал ее отправить сигнал: «Давай, давай, давай, марш!» Когда команда прозвучала много раз, через какое-то время клетка отправляет сигнал уже после спокойного «Марш». И реакция сохранялась на некоторое время. В мозге происходило какое-то заметное изменение.

Ученый обнаружил лишь крошечный кусочек воспоминания, микроскопический след памяти. Сейчас эту реакцию называют долговременной потенциацией – в некоторых соединениях между нейронами мозга образуется след. Одновременно в Университете Макгилла в Канаде исследователь мозга Тим Блисс, находившийся на расстоянии многих тысяч километров от Лёмо, тоже пытался выяснить, что представляет собой память на клеточном уровне. Но ему не хватало доказательств того, что прочные связи между нейронами как-то связаны с воспоминаниями. И тут Терье Лёмо совершенно случайно открыл явление долговременной потенциации! Тим Блисс поехал в Осло, и в 1968–1969 гг. эти ученые провели ряд экспериментов – они стали материалом для научной статьи 1973 г. В статье говорилось о том, что происходит в мозге на микроуровне, когда у нас в голове образуется воспоминание[17]17
  Terje Lomo og Tim Bliss’ forste beskrivelse av minnespor i hjernen: Bliss, T. & Lomo, T. (1973). Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anaesthetized rabbit following stimulation of the perforant path. Journal of Physiology, 232, 331–356


[Закрыть].

Следующие 20 лет на статью почти никто не обращал внимания – тогда наука просто не была к ней готова и ее результаты просто не с чем было связать. Но именно эта статья заложила основы для многих современных исследований, посвященных памяти. Сегодня нам известно больше: каждое воспоминание состоит из множества подобных соединений, и одна нервная клетка способна участвовать в образовании сразу нескольких связей. Сами воспоминания – это огромные сети связей между нейронами. Во время запоминания между нейронами возникают новые связи: они включаются и отключаются, передают или не передают сигнал, тем самым формируя определенную схему.

Гиппокамп не способен хранить все, что нам необходимо запомнить, – информация рассредоточивается по коре головного мозга. Воспоминание созревает долго, пока в мозге устанавливаются все те сложные связи, из которых оно состоит: запахи, вкусы, звуки, атмосфера, сама картинка.

«Сон необходим для консолидации (то есть перехода в долговременную форму) памяти. Мы предполагаем, что, когда спим, мы пропускаем через себя события дня, чтобы закрепить в коре. Но под воздействием стресса этот процесс нарушается – нейроны не передают сигнал так, как положено. Через несколько лет я попытался повторить эксперимент с другими кроликами, и у меня ничего не получилось», – рассказывает Лёмо.

В первый раз ему повезло: вероятно, кролики были вполне довольны и находились в расслабленном состоянии. Во время второго эксперимента кролики испытывали очень сильный стресс, и поэтому нейроны мозга работали не так, как полагается. Другими словами, с подопытными животными необходимо обращаться бережно – только тогда они подарят нам новые знания. То же самое происходит и в организме человека: когда мы испытываем стресс, мы запоминаем информацию не с той же легкостью, как когда мы расслаблены и довольны.

Почти одновременно с работой Лёмо, в 1971 г., произошло еще одно открытие, касающееся следа памяти. Профессор лондонского Университетского колледжа Джон О’Киф обнаружил в гиппокампе клетки, которые помнят определенные места[18]18
  Открытие нейронов места в гиппокампе: O’Keefe, J., & Dostrovsky, J. (1971). The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat. Brain research, 34, 171–175.


[Закрыть]. Например, в гиппокампе есть клетки, которые активируются только тогда, когда мы сидим на определенном стуле – а не на еще каком-то в той же самой комнате. Значит, задача этих клеток – помнить, где мы находились в каждый конкретный момент времени. А если, например, мы помним место само по себе – это считается воспоминанием? В 2014 г. норвежские психологи Май-Бритт и Эдвард Мосер вместе с О’Кифом получили Нобелевскую премию по медицине. Награду им принесла работа, в которой они расширили исследования О’Кифа и вышли за пределы гиппокампа. Они исследовали область, которая связывает гиппокамп с прочими отделами мозга, – энторинальную кору. Для эксперимента супруги Мосер выбрали крыс. Оказалось, что, когда животные свободно исследовали новую территорию, активировались клетки именно этой части мозга.

Крыс с вживленными электродами поместили в клетки. Каждый нейрон реагировал не на одну пройденную крысой точку, как нейрон места, а на несколько. Разве не странно, что клетка помнит не только одну точку конкретной области? Но, когда супруги Мосер отметили точки, в которых клетка подавала сигнал, на экране компьютера они увидели правильный шестиугольник. Чем больше крысы перемещались по клеткам и лабиринтам, тем четче на компьютере вырисовывались пчелиные соты: одна клетка – один шестиугольник. Так выстраивается система координат.

«Мы сначала списали происходящее на неполадки с техникой, – рассказывает Эдвард Мосер. – Увиденная нами картина была слишком идеальна, чтобы быть реальной»[19]19
  Открытие нейронов решетки в энторинальной коре, совсем рядом с гиппокампом, описано здесь: Hafting, T., Fyhn, M., Molden, S., Moser, M.B., a& Moser, E.I. (2005). Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex. Nature, 436, 801–806.


[Закрыть].

Эти нейроны образуют одну решетку, а у соседствующих с ними клеток она чуть смещена: благодаря этому мы охватываем все точки пространства. У одних решеток ячейки очень мелкие, а клетки других реагируют на далеко расположенные друг от друга точки – для измерения расстояния ученым пришлось бы выйти на улицу. Без так называемых нейронов решетки мы не запоминали бы точки пространства и не осознавали текущее местоположение по отношению к тем местам, где мы были. Эти схемы мы «чертим» повсюду – неважно, идем мы, стоим или едем на машине.

«Мы запустили крыс в лабиринт с десятью ответвлениями – крысы снова “чертили” системы координат, просто у каждого тоннеля они были свои. Мы предполагаем, что эти схемы сшиваются, и поэтому крысы помнят дорогу по лабиринту», – говорит Мосер.

Другие исследователи выявили ту же самую картину у пациентов с эпилепсией, которым предстояла операция. Предположения подтвердились: люди, как и крысы, любую местность превращают в схему в виде шестиугольника. Да мы все как пчелы! И весь мир предстает перед нами как шестиугольная сетка!

«Мы предполагаем, что в процессе эволюции млекопитающих это свойство появилось довольно рано, – рассуждает Эдвард Мосер. – По нашей версии, открытые нами нейроны решетки имеют важнейшее значение для эпизодических воспоминаний. Ведь невозможно иметь воспоминание без связи с некой точкой пространства».

Другие исследователи согласны с тем, что нейроны места и нейроны решетки выполняют особую функцию для эпизодических воспоминаний. Некоторые ученые идут в рассуждениях еще дальше и считают, что система, включающая гиппокамп и энторинальную кору, предназначена для того, чтобы наделить каждое воспоминание уникальным нейронным следом памяти, то есть сделать элементом сети воспоминаний. Возможно, когда-то ощущение пространства было первичной задачей для гиппокампа и энторинальной коры. Но эволюция внесла свои коррективы, и у ощущения пространства появилась новая функция: регистрировать все наши впечатления и сплетать их в единую сеть – так шестиугольная координатная система местности превратилась в рыболовную сеть воспоминаний с шестиугольными ячейками.

Недавно калифорнийским ученым удалось увидеть, как сети воспоминаний образуют контекстно-зависимую память в гиппокампе мыши. Как и Терье Лёмо, они проделали окошко к гиппокампу, к той его части, что носит название Cornu ammonis I, аммонов рог. Если смотреть на гиппокамп наискосок, он напоминает рожок, закручивающийся внутрь по спирали. И через крошечное окошко к колыбели воспоминаний калифорнийские ученые с помощью микроскопа рассмотрели, какие нейроны возбуждались, когда мышей помещали в различные условия. Они сделали три разные клетки, в каждой из которых сформировались разные воспоминания: круглую, треугольную и четырехугольную. У клеток отличались запахи, текстуры поверхностей и прочие свойства. Решающим фактором в эксперименте было то, насколько близкими по времени оказывались полученные впечатления. Ученые сравнивали две группы мышей. Половину отправили в треугольную клетку, а сразу после – в четырехугольную. Эти мыши за весьма короткое время побывали в двух разных клетках. Вторую половину мышей поместили в круглую клетку, а только через семь дней – в четырехугольную. Эта группа пережила два разных события – будем называть их эпизодическими воспоминаниями, – которые были разнесены во времени. Пока мыши исследовали клетки, ученые разглядывали в микроскоп активность нейронов в небольшом участке мозга. Каждая из трех клеток наложила свой отпечаток на активность клеток гиппокампа, то есть оставила четкое воспоминание. Стоит отметить, что эпизоды, оказавшиеся близко друг к другу по времени, вызвали активность частично совпадавших групп нейронов. Эпизоды соединились – не только во времени, но и в гиппокампе мышей. Во время эксперимента, когда между пребыванием в двух клетках прошла неделя, напротив, наблюдалась активность двух различных групп нейронов гиппокампа[20]20
  В гиппокампе мыши воспоминания образуют единую нейросеть воспоминаний: Cai, D.J., Aharoni, D., Shuman, T., Shobe, J., Biane, J., Song, W., Wei, B., Veshkini, M., La-Vu, M., Lou, J., Flores, S.E., Kim, I., Sano, Y., Zhou, M., Baumgaertel, K., Lavi, A., Kamata, M., Tuszynski, M., Mayford, M., Golshani, P. & Silva, A.J. (2016). A shared neural ensemble links distinct contextual memories encoded close in time. Nature, 534, 115–118.


[Закрыть].

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]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.


[Закрыть].

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]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.


[Закрыть]. 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?

«Мы не знаем, способны ли медузы вообще запоминать информацию, – говорит профессор Даг Хессен, биолог. – У медуз есть своего рода воля – они ведь плавают в определенном направлении, хотя мозга у них нет, только нервные волокна. Но вероятно, все животные, даже простейшие, в той или иной степени способны обучаться».