Память является одним из строительных блоков мозга. Она помогает нам пребывать в безопасности — эта красная конфорка горячая, не трогайте её! — и формирует основу нашей идентичности, а также хранит кучу историй из нашей жизни.

Так как же мозг хранит воспоминания и извлекает их?

Как мозг хранит воспоминания?
Изображение гиппокампа крысы, полученное с помощью лазерного микроскопа. Гиппокамп является ключевой областью мозга для формирования памяти. Изображение: Tom Deerinck, National Center for Microscopy and Imaging Research, licensed under Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0)

Самый простой ответ заключается в том, что человеческий мозг перестраивается с каждым новым воспоминанием. Это происходит благодаря действию синапсов, или крошечных промежутков между клетками мозга. Клетки мозга, или нейроны, общаются друг с другом через сложную электрохимическую систему. Изменение электрического заряда одной клетки вызывает высвобождение химических веществ, называемых нейротрансмиттерами, через синапсы. Затем нейротрансмиттеры поглощаются нейроном на другой стороне промежутка, где они вызывают электрические изменения в этой клетке.

«В конечном счёте воспоминания закодированы в цепях, а синапсы — это всего лишь средство для создания этих цепей, — рассказал Дон Арнольд (Don Arnold), нейробиолог из Университета Южной Калифорнии. — Вот что меняется в мозге, когда создается воспоминание, — у вас появляется новая схема, которая кодирует воспоминание.»

Когда один нейрон постоянно стимулирует другой, их связь укрепляется, а это означает, что с течением времени им становится всё легче и легче стимулировать друг друга. Когда они редко общаются, их связь ослабевает, а иногда они вообще перестают общаться. На самом базовом уровне мозг может хранить воспоминания, укрепляя связи между сетями нейронов.

Где в мозге хранятся воспоминания?

Человеческие воспоминания хранятся в нескольких областях мозга. Самой важной из них является гиппокамп, который на самом деле представляет собой пару областей, спрятанных глубоко в мозге и свернувшихся друг в друга, как морские коньки. Эти парные области важны для начального формирования памяти и играют ключевую роль в переносе воспоминаний из краткосрочного хранилища в долговременное.

Кратковременная память длится всего 20 или 30 секунд, после чего исчезает. Например, вы можете запомнить новый номер телефона за то время, которое требуется для его набора, но если вы не будете повторять этот номер снова и снова, нейронные цепи, сформировавшие эту кратковременную память, перестанут активироваться вместе, и воспоминание исчезнет.

Когда вы повторяете информацию или пытаетесь её запомнить, гиппокамп активизируется, чтобы усилить цепи. Со временем долговременные воспоминания переносятся в неокортекс (новая кора) — внешнюю морщинистую часть мозга, отвечающую за большую часть нашего сознательного опыта. (Хотя, поскольку в мозге нет ничего простого, исследование 2017 года, опубликованное в журнале Science, показало, что некоторые остатки этих долговременных воспоминаний также остаются в гиппокампе.)

Миндалевидное тело (амигдала), миндалевидная область человеческого мозга, которая помогает обрабатывать такие эмоции, как страх, также отыгрывает важную роль в памяти. В исследовании, опубликованном в марте в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, Арнольд и его коллеги обнаружили, что, когда рыбы научились ассоциировать свет с болезненными ощущениями, у них появились новые синапсы в одной части области мозга, называемой паллиумом, и утратили синапсы в другой части паллиума. По словам Арнольда, паллиум похож на миндалевидное тело, и та часть паллиума рыбы, где синапсы укрепились в ходе исследования, заполнилась нейронами, участвующими в обработке болезненных раздражителей, в то время как рыбы потеряли синапсы среди нейронов, обрабатывающих положительные или нейтральные раздражители.

Эмоции являются важным компонентом формирования памяти, говорит Авишек Адхикари (Avishek Adhikari), нейробиолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Как позитивные, так и негативные эмоциональные ситуации запоминаются лучше, чем нейтральные события, вероятно, из соображений выживания: похоже, важно помнить то, что было для вас либо очень хорошим, либо очень плохим.

Адхикари рассказал, что мозг высвобождает более высокие концентрации определённых нейротрансмиттеров в сценариях с высокими эмоциями, и присутствие этих нейротрансмиттеров может укрепить цепи памяти в гиппокампе.

Другими областями, участвующими в памяти, являются базальные ганглии и мозжечок, отвечающие за моторную память, необходимую, например, для игры на фортепиано, и префронтальная кора, отвечающая за «рабочую память», которая задействована, когда вам нужно удерживать информацию в голове достаточно долго для её манипуляции, например, при решении математической задачи, по данным Университета Квинсленда.

Как мозг хранит воспоминания?
Физическое представление памяти, известное как энграмма, состоит из сети нейронов, которые активируются вместе. Эта энграмма находится в гиппокампе мыши. Изображение: Stephanie Grella, Ramirez Group, Boston University, licensed under Attribution-NonCommercial 2.0 Generic (CC BY-NC 2.0)

Тайны памяти

Формирование новых нейронов также играет важную роль в хранении памяти, даже во взрослом мозге. Раньше учёные думали, что мозг перестаёт производить новые нейроны после подросткового возраста, но исследования последних двух десятилетий показали, что взрослый мозг не только производит новые нейроны, но эти нейроны ещё и являются ключевыми для обучения и памяти. Исследование 2019 года, опубликованное в журнале Cell Stem Cell, показало, что гиппокамп продолжает генерировать новые нейроны даже у людей в возрасте 80–90 лет.

Трудно наблюдать за формированием и обработкой памяти в работающем мозге. Синапсы крошечные и многочисленные (в мозге взрослого человека их около триллиона), и трудно получить изображение за пределами поверхности мозга, отметил Арнольд. Методы визуализации также должны быть способны избегать вмешательства в работу мозга. Однако новые технологии делают возможными новые открытия. Например, чтобы заглянуть в мозг рыбки данио, пока она учится ассоциировать вспышку света с неприятным ощущением, Арнольд и его коллеги изменили геном рыбы так, чтобы в её синапсах отображались флуоресцентные белки. Затем исследователи смогли воспользоваться специализированным микроскопом, чтобы сделать снимки этих синапсов и отследить их изменения.

Понимание того, как работает память, важно для лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, которая вызывает потерю памяти. Кроме того, понимание некоторых особенностей памяти также в состоянии помочь улучшить память. Например, гиппокамп участвует не только в закреплении памяти, но и в навигации по местам — что имеет смысл, учитывая важность запоминания того, где вы находитесь и где вы были, когда пытаетесь передвигаться. Люди, которые достигают поразительных успехов в запоминании, например, для запоминания числа «Пи» с точностью до десятков тысяч цифр, часто используют для этого способности пространственной памяти гиппокампа. Они мысленно связывают каждый предмет, который хотят запомнить, с местоположением в воображаемом месте — трюк, называемый дворцом памяти. Представляя себе это место, человек, практикующий эту технику, может вспомнить большое количество информации.

«Это очень странная штука, — сказал Адхикари, — но причина, по которой это работает, заключается в том, что гиппокамп особенно хорош и склонен к отображению пространственных маршрутов.»

Правописание уведомления вебмастера


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Комментарии

- комментариев

EnglishРусскийУкраїнська
Включить уведомления Да Спасибо, не надо