Наша жизнь — по большей части то, что мы о ней помним, но многие процессы, связанные с памятью, все еще остаются загадкой для нейрофизиологов. T&P объясняют, какой след оставляют события в нашем мозгу, можно ли удалять, редактировать и восстанавливать воспоминания, и почему забыть таблицу умножения легче, чем разучиться плавать.

Знания и навыки запоминаются по-разному

Многие из нас замечали, что забыть решение квадратного уравнения сравнительно легко, а вот разучиться плавать или ездить на велосипеде практически невозможно. Это связано с тем, что теоретическое знание и практические навыки хранятся в памяти по-разному. Процедурная память, связанная с запоминанием действий, использует более древние участки мозга, отвечающие за координацию, реакцию на визуальные раздражители (когда мы, например, видим преграду и объезжаем ее) и автоматические моторные рефлексы. Когда мы осваиваем новый навык, разные отделы мозга работают в команде: предфронтальная кора управляет постановкой задач и их распределением, базальное ядро запоминает модели интерактивного взаимодействия и помогает оперативно реагировать на визуальную информацию, а мозжечок отвечает за более тонкую координацию моторных действий. В результате они формируют очень сложную и устойчивую систему, которая позволяет крепко запоминать полученные навыки. Процедурная память развивалась сотни миллионов лет и существует у всех животных.

А за абстрактные знания, вроде правил решения квадратных уравнений, отвечает декларативная память, которую контролирует только один участок — кора головного мозга. Поэтому абстрактные воспоминания меньше «закреплены» и быстрее стираются, если их не использовать регулярно. Этот вид памяти — относительно новый и знаком только приматам.

«Мы воспринимаем жизнь как сюжет»: Дэниэл Канеман о том, почему важно умереть

Судьба нейрона зависит от эмоций

Пока что основная гипотеза работы долгосрочной памяти такова: воспоминания сохраняются в гиппокампе — трехслойном участке, расположенном в глубине височных долей мозга и являющемся частью лимбической системы. Это один из двух участков мозга, где новые нейроны возникают в течение взрослой жизни (второй — обонятельная луковица). Нейроны образуются в субгранулярной зоне, откуда клетки впоследствии мигрируют на короткие дистанции, чтобы закрепиться в слое гранулярных клеток.

Если с вами произошло какое-то значимое событие, эта часть памяти сохраняется в новом нейроне. Но из всех новых нейронов, образовавшихся в гранулярном слое, 98% умрут естественным путем в срок от нескольких месяцев до года. Они могут выжить (и заключенные в них воспоминания сохранятся как долгосрочная память), только если человек будет периодически возвращаться к этому воспоминанию в течение данного периода.

Обычно «выживают» воспоминания, имеющие аффективную нагрузку — они возвращаются, как только вы переживаете что-то, что ассоциируется с прошлым событием, оставившим яркий эмоциональный след. Мозг все время дополняет «рабочую память» с связанными событиями из прошлого, поэтому память часто работает по свободной ассоциации.

Ученым удалось «поймать» в мозгу конкретное воспоминание

Наука до сих пор не может однозначно ответить на вопрос, фокусируются ли воспоминания точечно в конкретных нейронах или распределяются по разным участкам мозга. Гипотеза распределения гласит, что каждое воспоминание сохраняется с помощью тысячи синапсов и нейронов, а каждый синапс или нейрон вовлечен в тысячи воспоминаний. Так что если один нейрон гибнет, остаются сотни других, отвечающих за сохранение того же воспоминания — но в то же время с исчезновением каждого нейрона тысячи воспоминаний немного блекнут. При этом не существует такого критического числа нейронов, гибель которых вызывает стирание воспоминания.

Но, согласно другой теории, каждое воспоминание оставляет в мозге вполне конкретный след — энграмму. И если отследить эту энграмму, теоретически можно ее удалить или изменить. Доказательства этой гипотезы недавно представил нобелевский лауреат Сусуму Тонегава, профессор Института Пиковера обучения и памяти при MIT. Тонегава и его коллеги из института показали, что им удалось обнаружить клетки, которые отвечают за часть энграммы определенного воспоминания и активировать их, используя технологию оптогенетики — методику изучения нервных клеток с помощью световых импульсов. Ученым удалось реактивировать энграмму в новых условиях и с помощью этого вживить ложное воспоминание в мозг мыши.

Исследователи вначале поместили мышей в незнакомую им клетку А, после того как они к ней привыкли, их клетки памяти были помечены каналродопсином — чувствительным белком, который в ответ на облучение синим светом может пропускать ионы внутрь клетки и таким образом позволяет точечно стимулировать участки мозга. На следующий день мышей поместили в новую клетку Б, не похожую на А. Через некоторое время мышей ударили средним разрядом электрошока. В то же время ученые использовали свет, чтобы активировать клетки, кодировавшие воспоминания о комнате А. На третий день мышей опять поместили в клетку А, где они застыли в страхе, ожидая удара током. Ложные воспоминания прижились: грызуны ассоциировали разряд, полученный в комнате Б, с комнатой А.

Впрочем, внедрять ложные воспоминания можно и без изощренного хирургического вмешательства: американский психолог Элизабет Лофтус провела эксперимент, в котором участникам, бывавшим в Диснейленде, показывали фото парка, на котором один из посетителей обменивался рукопожатием с кроликом Багзом Банни. После этого где-то треть респондентов вспомнили, что они тоже встречали Багза Банни в Диснейленде — хотя это было невозможно, потому что это персонаж не диснеевского мира, а вселенной Warner Brothers.

Неприятный опыт можно редактировать

Можно изменять и уже существующие воспоминания — этот метод помогает лечить фобии, посттравматический стресс и другие синдромы, связанные с повышенной тревожностью. Правда, пока это прерогатива психологов, а не нейрофизиологов. Один из самых перспективных методов «перезаписи» разработали гарвардский профессор Роджер Питман и профессор психиатрии Университета Макгилла Ален Брюне. Он выглядит так: вначале специалисты стимулируют воспоминание, побуждая человека вновь испытать эмоции, которые он ощутил когда-то в момент травматического переживания. Человек предварительно записывает свои неприятные переживания из прошлого и перечитывает их перед каждым психотерапевтическим сеансом, предварительно приняв пропранолол — лекарство от гипертонии, подавляющее частое сердцебиение, потливость и другие симптомы страха. В результате прежнее травматичное воспоминание перестает ассоциироваться с неприятными ощущениями.

Обсессия помогает развить суперпамять

Для невероятно острой памяти на события собственной жизни существует отдельный термин — «гипертимезия». Правда, тут имеются в виду не абстрактные мнемонические способности, а именно автобиографическая память — попытки заставить гипертиметика выучить наизусть словарь Брокгауза и Эфрона вряд ли увенчаются успехом, а вот гардероб гостей и плейлист на своем шестнадцатилетии он вспомнит в подробностях.

Первый зафиксированный официальной медициной случай гипермнезии произошел относительно недавно — в 2000 году бродвейская актриса Марилу Хеннер написала нейрофизиологу Калифорнийского университета в Ирвайне Джеймсу МакГафу, утверждая, что все автобиографические воспоминания хранятся в ее голове как картинки на DVD. Она могла запоминать тысячи лиц и в деталях помнила каждый день своей жизни начиная с 11 лет. Проведенные МакГафом и его коллегами исследования подтвердили ее необычные способности, которые оказались весьма редкими — с тех пор было обнаружено всего 20 человек с подобным синдромом «суперпамяти».

Магнитно-резонансная томография показала, что невероятно острая память Марилу может быть связана с особенностями мозга: височная доля и хвостатое ядро увеличены в размерах, что характерно для людей с обсессивно-компульсивным расстройством. И, действительно, в поведении Марилу наблюдались некоторые признаки ОКР: она стремилась к тому, чтобы в ее жизни все было упорядочено, в том числе и события прошлого.

Со стороны такая способность выглядит как невероятный дар, но стоит учитывать и ее оборотную сторону: люди с гипертимезией не только ярко помнят лучшие моменты своей жизни, но и не могут забыть ни одного плохого события, которое с ними произошло.

Мы лучше запоминаем незаконченые действия

Это явление называется «эффектом Зейгарник» по имени советского психолога Блюмы Зейгарник, ученицы Курта Левина. Согласно «теории поля» Левина, воспоминания живут дольше, если сохранить некую энергетическую напряженность, возникающую в начале любого действия. Это можно сделать, не дав действию завершиться. Левин проводил эксперименты с детьми, где ребят прерывали в середине творческого процесса и предлагали им заняться чем-то другим. Но неоконченное дело причиняло детям беспокойство, и при первой возможности они старались его завершить.

Зейгарник продолжила исследовать этот феномен и провела еще ряд экспериментов, подтвердивших, что невыполненные задачи создают определенное напряжение в человеческой памяти — другими словами, незавершенные гештальты. Оказалось, что в среднем участники вспоминали незавершенные действия на 90% лучше, чем завершенные. Зейгарник пришла к выводу, что эта особенность связана с мотивацией — люди с психическими расстройствами, затрагивающими мотивационную сферу, не проявляли подобного внимания к незаконченным действиям.