Как работает память. Наука помнить и искусство забывать

Дети, играющие в футбол, не имеют никакого отношения к Леди Гаге или медузе, пока эти отдельные мимолетные впечатления не будут связаны друг с другом. Для того чтобы превратиться в воспоминания, которые вы затем будете извлекать из памяти – Помнишь тот первый летний вечер, когда мы ели устриц и смор, слушали Леди Гагу, а дети играли в футбол на пляже, и маленькую Сюзи обожгла медуза? – вся эта ранее не связанная нервная деятельность должна сложиться в единый паттерн. Затем этот паттерн сохраняется с помощью структурных изменений в связях между участвующими в этой деятельности нейронами. Долговременные изменения нейронной архитектуры и связей между нейронами впоследствии могут воспроизводиться – то есть вспоминаться – посредством активации сформировавшейся нейронной цепи. Это и есть память.

Процесс формирования памяти можно разделить на четыре главных этапа. Сначала происходит кодирование. Мозг берет изображения, звуки, информацию, эмоции и смысл того, что вы воспринимаете, и переводит на язык нервной системы. Следующий этап – консолидация. Мозг объединяет прежде не связанную нервную деятельность в единый паттерн ассоциированных связей. Хранение. Этот паттерн активности поддерживается с помощью постоянных структурных и химических изменений в данных нейронах. Извлечение. Теперь, активируя эти ассоциированные связи, вы можете мысленно вернуться к тому, чему вы научились и что испытали, осознать и вновь пережить это.

Для формирования долговременной памяти, из которой информация извлекается осознанно, необходимы все четыре этапа. Вы должны поместить информацию в мозг. Вы должны связать эту информацию. Вы должны хранить взаимосвязанную информацию с помощью устойчивых изменений в мозге. А затем вы должны извлечь нужную информацию, когда хотите получить к ней доступ.

Каким образом набор прежде не связанных актов нервной активности объединяется во взаимосвязанную нейронную сеть, которую мы воспринимаем как единичное воспоминание? Точный механизм нам неизвестен, но мы много знаем о том, где это происходит. Информация, содержащаяся в опыте, который накапливает мозг, – сенсорное восприятие, язык, кто, что, где, когда и почему – объединяется в отделе мозга под названием «гиппокамп».

Гиппокамп – структура в центре мозга, по форме напоминающая морского конька – играет важную роль в консолидации памяти. Что это значит? Гиппокамп связывает воспоминания. Ткет полотно памяти. Что произошло? Где и когда это было? Что это значит? Какие чувства у меня оно вызывает? Гиппокамп объединяет все эти отдельные фрагменты информации, поступающие из разных отделов мозга, соединяя в доступный для извлечения блок связанных данных, нейронную сеть, стимуляция которой приводит к тому, что мы переживаем как воспоминание.

Таким образом, гиппокамп необходим для формирования любых новых воспоминаний, которые вы затем сможете сознательно извлекать. При повреждении гиппокампа страдает способность создавать новые воспоминания. Болезнь Альцгеймера начинает свое наступление именно с гиппокампа. В результате первые симптомы заболевания проявляются в том, что человек забывает, что происходило сегодня или что он говорил несколько минут назад, снова и снова повторяя ту же историю или вопрос. При болезни Альцгеймера повреждение гиппокампа препятствует формированию новых воспоминаний.

Более того, консолидация, которой управляет гиппокамп, представляет собой зависящий от времени процесс, и его можно нарушить. Формирование воспоминаний, которые можно извлечь завтра, на следующей неделе или через двадцать лет, требует ряда событий на молекулярном уровне, которые занимают некоторое время. Если в течение этого периода что-то помешает обработке гиппокампом формирующихся воспоминаний, память может ослабнуть и даже быть полностью утеряна.

Представьте себя боксером или футболистом, получившим удар по голове. Если бы я интервьюировала вас сразу после травмы, вы смогли бы рассказать мне об ударе, об игре, сообщить подробности случившегося. Но если я начну расспрашивать вас на следующий день, вы можете не вспомнить о том, что произошло. Информация, которая только начинала объединяться гиппокампом в процессе формирования нового воспоминания в долговременной памяти, была повреждена и полностью не консолидировалась. Удар по голове вызвал амнезию. Воспоминаний не осталось.

Именно повреждением гиппокампа, по всей видимости, объясняется, почему Тревор Рис-Джонс, телохранитель принцессы Дианы и единственный выживший в автомобильной аварии, в которой много лет назад погибла она сама и Доди аль-Файед, не может вспомнить подробности того, что происходило непосредственно перед аварией. Он получил тяжелую травму головы, и ему потребовалось множество операций и около 150 титановых пластинок для восстановления лица. Разные элементы восприятия событий непосредственно перед аварией не были полностью объединены гиппокампом до повреждения мозга, и поэтому они не сохранились в памяти. Воспоминания о том, что произошло, просто не успели сформироваться.

А что происходит, если у человека вообще отсутствует гиппокамп? Самым известным в истории нейробиологии был случай Генри Молисона, или пациента Г. М. (HM) – под таким именем он фигурировал в тысячах статей, описывавших его случай на протяжении больше 50 лет. В детстве Генри упал с велосипеда и получил травму черепа. Точно неизвестно, что стало причиной его эпилепсии, травма или наследственность, но с десяти лет он страдал от регулярных приступов. 17 лет спустя, устав от безжалостной и не поддающейся лекарственной терапии болезни, он в поисках облегчения решился на радикальные меры. 1 сентября 1953 года, когда Генри было 27 лет, ему была проведена экспериментальная операция на мозге.

В 1953 году в неврологии и психиатрии все еще широко применялись хирургические методы, в том числе лоботомия; такие процедуры предполагали грубое удаление или иссечение определенных участков мозга с целью лечения психических и неврологических заболеваний, в том числе биполярного расстройства, шизофрении и эпилепсии. Сегодня такие операции считаются нелепыми, варварскими и неэффективными, но в те времена их регулярно проводили уважаемые нейрохирурги. Рассчитывая избавить Генри от эпилептических припадков, нейрохирург Уильям Сковилл удалил ему гиппокамп вместе с окружающей мозговой тканью обоих полушарий.

Результат оказался не таким уж плохим. Припадки у Генри почти прекратились. Операция не нанесла ущерба его личности, интеллекту, речи, двигательной функции и способности к восприятию. То есть в этом отношении вмешательство было успешным. Однако одна напасть сменилась другой. На протяжении следующих 55 лет, до самой смерти в 82-летнем возрасте, Генри мог запомнить любую новую информацию или опыт не больше чем на несколько секунд. У него перестала формироваться долговременная память, то есть сознательно сохраняемые и извлекаемые воспоминания.

Он снова и снова читал одни и те же журналы и смотрел одни и те же фильмы, каждый раз словно впервые. Каждый день он приветствовал своего лечащего врача и психолога, который за ним наблюдал, как будто видит их в первый раз. Канадский психолог Бренда Милнер изучала Генри больше 50 лет, и за все это время он ни разу ее не узнал. Он не запоминал новые слова. Все, что добавилось к нашему лексикону после 1953 года – такие слова, как гранола, джакузи, лэптоп и эмодзи, – оставалось для него абсолютно незнакомым. Он мог помнить число несколько минут, если мысленно произносил его снова и снова, но, как только прекращал это делать, число навсегда исчезало из памяти. Более того, Генри не помнил, что его просили запомнить какое-то число. Через несколько минут он напрочь забывал все, что с ним происходило.