Почему мы помним. Как раскрыть способность памяти удерживать важное

Еще пациенты с лобными нарушениями не всегда успешно справлялись с заданиями на долговременную память, в рамках которых мы просили запомнить длинный список слов, таких как «корица» и «имбирь». Если затем мы просто просили вспомнить слова, без дополнительных подсказок, пациенты припоминали только несколько слов. Но если их спрашивали, было ли в списке конкретное слово, они могли с легкостью распознать, что да – было. Пациенты запоминали слова [20] , но не могли добраться до воспоминания без подсказок. Одной из причин трудностей было то, что они не пользовались никакими стратегиями запоминания, полагаясь лишь на то, что притягивало их внимание в тот момент. Здоровые же испытуемые, напротив, применяли стратегии, которые помогали и вспоминать, и распознавать (например, сосредоточиться на том, что многие слова обозначали специи).

20

Результаты такого рода обнаружены во многих исследованиях на пациентах с очаговыми лобными поражениями (Gershberg, Shimamura 1995, Alexanderetal. 2009, Stussetal. 1996, Hirst, Volpe 1988, Della Rocchetta, Milner 1993. Обзор см. в Blumenfeld, Ranganath 2019).

Я протестировал множество пациентов и понял, что люди с нарушениями в префронтальной коре справляются с заданиями, когда у них есть четкие инструкции и их ничего не отвлекает, – трудности возникают, если нужно спонтанно применять стратегии запоминания или удерживать фокус на задаче, когда за внимание пациента соперничают отвлекающие факторы. Эти наблюдения убедили меня в том, что, пусть префронтальная кора и не «занимается» памятью, ее повреждения влияют на функционирование памяти в реальном мире.

Окончив в 1999 году клиническую подготовку, я полностью переключился на исследования и стал работать на медицинском факультете Пенсильванского университета с доктором Марком Д'Эспозито. Марк стремился расширить горизонты возможного и разработать более совершенные технологии фМРТ для изучения рабочей памяти. Но, в отличие от большинства других специалистов по когнитивной нейробиологии, он успевал работать и в лаборатории, и в клинике (где был лечащим поведенческим неврологом). Марк прекрасно видел пропасть, пролегавшую между обсуждениями префронтальной коры в среде нейробиологов и трудностями, которые он наблюдал у пациентов с ее повреждениями. Один из его пациентов – дальнобойщик по имени Джим – не мог работать и вообще самостоятельно жить после инсульта, повлекшего серьезные нарушения функции лобных долей. Жена Джима объясняла: у него проблемы с памятью. Посмотрев фильм, он сразу забывал большие куски и пересматривал все по два-три раза подряд. Он забывал побриться, почистить зубы – хотя раньше был весьма прилежен в этих вопросах. Но за нарушениями памяти проглядывало нечто другое. Дело было не в том, что он забыл, как делаются эти дела: он был вполне способен почистить зубы, но, оставшись один, не проявлял в этом инициативу или отвлекался на что-то другое. Джим был чем-то похож на моих испытуемых в клинике Эванстона, которые не пытались пользоваться стратегиями, чтобы запоминать слова.

Многие сотрудники лаборатории Марка проводили фМРТ-исследования рабочей памяти, и наши данные неизменно подкрепляли представление о том, что в задней части мозга располагаются клеточные ансамбли, которые, похоже, хранят воспоминания о конкретных видах информации. Одна область может активироваться, когда человека просят держать в уме чье-то лицо, другая – когда просят держать в уме изображение дома. Активность префронтальной коры была не слишком чувствительна к тому, что нужно было держать в уме [21] , да и к выполнению задания на рабочую память вообще. Заметную активность префронтальная кора показывала тогда [22] , когда человеку приходилось намеренно сосредоточиваться на задании, сопротивляться отвлекающим факторам или применять стратегии запоминания.

21

Здесь я в первую очередь имею в виду дорсолатеральную префронтальную кору (поля Бродмана 9 и 46) и фронтополярную кору (поле 10), которые, как мне кажется, играют наиболее важную роль в обеспечении исполнительных функций (ср. с Wagner 1999, D'Esposito, Postle 2015). Конкретная формулировка объясняется следующим: ученые обнаружили, что определенные лобные области демонстрируют повышенную активацию во время обработки определенных типов материала (напр., Courtneyetal. 1998), но участие лобных областей в процессах рабочей памяти вовсе не так специфично, как участие затылочных областей коры (Ranganath, D'Esposito 2005, D'Esposito, Postle 2015). Мой довод здесь в том, что префронтальная кора «занимается» не рабочей памятью как таковой, а важными для рабочей памяти функциями, такими как внимание, рассуждение, планирование и т. д.

22

Этот раздел дает краткую отсылку к невероятному периоду исследований в лаборатории Марка. Среди описываемых статей: Druzgal, D'Esposito 2001, 2003, D'Espositoetal. 2006, D'Espositoetal. 2000, Ranganathetal. 2000, Ranganath, DeGutis, D'Esposito 2004 и Ranganathetal. Больше информации на эту тему можно найти в Ranganath, D'Esposito 2005, D'Esposito, Postle 2015, Jonidesetal. 2008 и особенно в Badre 2020.

Наши исследования префронтальной коры сокращали разрыв между тем, что обсуждалось в научных статьях, и тем, что мы наблюдали в клинической практике. В учебниках пишут, что мозг состоит из специализированных систем памяти и каждая соответствует определенной задаче – но такое представление не дает нам общей картины. Префронтальная кора не имеет конкретной специализации для определенного вида памяти. Исследования с помощью фМРТ и наблюдения за пациентами подтверждали другую теорию [23] , согласно которой префронтальная кора – это центральный исполнитель, «генеральный директор» мозга.

23

Аналогия с исполнительным директором придумана в Pribram 1973, а в дальнейшем расширена в Baddeley, Wilson 1988 и Norman, Shallice В работе Fuster 1980 предложено несколько иное представление о роли префронтальной коры в установлении связи между восприятием и действием с течением времени. С моей точки зрения, это представление связано с исполнительной теорией.

Проще всего понять эту теорию, если вообразить себе мозг как большую корпорацию. В ней есть множество специализированных отделов: разработка, бухгалтерия, маркетинг, продажи и так далее. Работа генерального директора – не в том, чтобы самому быть специалистом, а в том, чтобы руководить компанией, координируя работу всех отделов и направляя всех к общей цели. Похожим образом все обстоит и в мозге: некоторые его области довольно узко специализированы, а задача префронтальной коры – руководить ими, координируя их деятельность на благо общего дела.

После лоботомии или поражения лобных долей в результате инсульта специализированные области мозга остаются на месте, но перестают работать сообща, с единой целью. Люди с поражениями префронтальной коры кажутся совершенно здоровыми, если дать им задание на конкретный вид памяти с четкими инструкциями и в среде без отвлекающих факторов. Но без префронтальной коры они не способны намеренно самостоятельно учиться и не могут эффективно пользоваться тем, что помнят, чтобы чего-то добиться в реальном мире. Они могут пойти в магазин за молоком и отвлечься на красиво разложенные чипсы. Они могут знать, что предстоит визит к врачу, но не справятся применить какую-нибудь стратегию, чтобы о нем не забыть (например, поставить напоминание на телефоне).

Кормление и уход за префронтальной корой

Префронтальная кора так занимает меня отчасти потому, что нарушения памяти у пациентов с лобными повреждениями напрямую связаны с затруднениями, с которыми многие из нас сталкиваются в обычной жизни. На работу префронтальной коры может влиять множество факторов и помимо физических повреждений [24] , а от этого тоже возникают проблемы с памятью. К примеру, многие пациенты, которых я тестировал в нейропсихологической клинике в Эванстоне, получили направление к нам в связи с подозрением на болезнь Альцгеймера, но тесты показали, что на самом деле у них клиническая депрессия. У людей старшего возраста депрессия может напоминать ранние стадии Альцгеймера – как было, например, с одним учителем-пенсионером, который пришел ко мне на прием. Он всегда гордился остротой ума, но теперь с трудом мог сосредоточиться и многое забывал. МРТ повреждений мозга не выявила, но его мышление работало не сильно лучше, чем у пациентов с повреждениями префронтальной коры. Ни ему, ни его врачу не пришло в голову, что когнитивные проблемы могли возникнуть от того, что он недавно развелся и впервые за десятки лет стал жить один.

24

В Diamond 2006, West 1996, Moscovitch, Winocur 1992, Craik 1994 и Craik, Grady 2002 даны блестящие обзоры изменений лобной функции и/или памяти в процессе развития и старения.

Из всех областей мозга префронтальная кора созревает едва ли не последней и корректирует свои связи с остальным мозгом на протяжении всего подросткового возраста. Поэтому дети, хоть и учатся быстро, не слишком хорошо умеют сосредотачиваться на важном и легко отвлекаются. Особенно ярко это проявляется у детей с СДВГ (синдромом дефицита внимания и гиперактивности): им нелегко дается учеба в школе не потому, что они не понимают материала, а потому, что не могут удерживать на нем внимание, не могут развивать привычки эффективно учиться и применять стратегии, ведущие к успеху на контрольных и экзаменах. Множество данных свидетельствует о том, что СДВГ связан с атипичной активностью в префронтальной коре [25] .

25

См. Arnsten 2009a.

Также префронтальная кора одной из первых начинает терять свою функцию с возрастом [26] , и мы становимся забывчивее. К счастью для большинства пожилых людей, нарушается не способность к образованию воспоминаний, а умение сосредоточивать внимание: это приводит к изменениям в том, как мы запоминаем события. Например, вы не можете вспомнить, как звали человека, с которым познакомились на свадьбе родственника, хотя помните множество мелких деталей той встречи: у него были веснушки, ярко-желтый галстук-бабочка, он без конца рассказывал о том, как съездил в Нэшвилл.

26

Более подробный обзор когнитивного старения и практических советов см. в Levitin 2020 и Budson, Kensinger 2023.

Склонность запоминать пустяки [27] вместо важных вещей с возрастом усиливается. Многие исследования показали, что пожилые запоминают хуже молодых, когда нужно напрягать внимание и не отвлекаться, – но показывают не худшие, а то и лучшие результаты, когда нужно запоминать отвлекающую информацию. Старея, мы все еще можем учиться, но нам труднее сосредоточиться на том, что мы хотим запомнить, и в итоге мы зачастую обучаемся ненужному.

Факторов, которые в любом возрасте заставят вас почувствовать, что префронтальная кора вышла из строя, предостаточно. В современном мире главный виновник – пожалуй, многозадачность [28] . Наши разговоры, встречи и дела постоянно прерываются сообщениями и звонками [29] , а мы часто дополнительно усложняем себе задачу, разделяя внимание между разными задачами. Многозадачности подвержены даже нейробиологи: в наши дни почти на любом научном докладе можно увидеть ученых с открытыми ноутбуками (я и сам не исключение), которые то слушают выступающего, то отвечают на письма. Многие даже гордятся своей способностью делать несколько дел одновременно, но это почти всегда обходится недешево [30] . Префронтальная кора помогает сосредоточиться на том, что нужно сделать, чтобы достичь цели, но этой чудесной способности начинает не хватать, если быстро переключаться между разными целями. Нейробиолог Мелина Анкейфер из Калифорнийского университета в Сан-Франциско с коллегами показали, что «медиамногозадачность» (переключение между потоками информации из, например, текстовых сообщений и электронных писем) отрицательно влияет на память. Более того, у людей, которые часто и помногу переключаются между медиазадачами, некоторые зоны префронтальной коры истончаются. Необходимо больше исследований, чтобы понять, является ли лобная дисфункция причиной или следствием многозадачности, но вывод в любом случае один. Как говорит мой друг и периодический товарищ по музыкальной группе, а также один из ведущих мировых специалистов по префронтальной коре, профессор Массачусетского технологического института Эрл Миллер, «никакой многозадачности нет – человек просто делает то одно, то другое дело кое-как» [31] .

27

Здесь я имею в виду работы Линн Хэшер и Карен Кэмпбелл, особенно исследования «гиперсвязей» (см. Zacks, Hasher 2006, Campbell et al. 2010 и Amer et al. 2016).

28

См. Covre et al. 2019 и Uncapher, Wagner 2018.

29

Легко читающийся, практичный и научно подкрепленный разбор того, как справляться с информационной перегрузкой, можно найти у Levitin 2014.

30

Я говорю «почти», потому что при достаточной тренировке две задачи могут быть объединены в одну. Если вы хотите больше узнать о том, как мы управляемся со сложными задачами, очень рекомендую почитать Badre 2020.

31

Мир исследований префронтальной коры полнится крылатыми выражениями, и Эрл Миллер – один из лучших источников.