СпискиЧтобы помнили: как работает наша память и что изменит её в будущем

В наш мозг встроен естественный механизм апдейта — память о событии меняется в зависимости от накопленных знаний, опыта и текущих желаний. Если вы сейчас голодны и вспоминаете свой десятый день рождения, то воспоминание о праздничном торте будет отчётливее, чем интерьер или лица друзей.

Модель белка актин

Нейробиологи из исследовательского института Эллен Скриппс во Флориде и университета Северной Каролины работают над тем, чтобы ликвидировать «наркотическую» память фармакологическим путём, что может помочь в борьбе с наркозависимостью. В ходе исследования мышам давали метамфетамин, сочетая препарат с воздействием нетипичных для их жизни стимулов. После двух дней (пока закреплялась новая память) вводился препарат, вызывающий разрушение актина. Этот белок играет роль в консолидации памяти. В результате мыши забывали о наркотическом опыте, потому что эта память формировалась отдельно от других воспоминаний. Стирание этих воспоминаний оказалось возможным без провоцирования тотальной ретроградной амнезии.

«Молекула памяти» PKMζ. Картинка из слайдов к лекции П. М. Балабана на Зимней научной школе Future Biotech

Джозеф Леду из Нью-Йоркского университета проводил эксперименты с памятью о страхе у крыс. Сначала он усиленно тренировал животных ассоциировать громкий звук с электрошоком, а потом вводил в миндалевидное тело инъекцию вещества, блокирующего синтез протеинов. Память о страхе уходила. Результаты этого эксперимента подкрепляются данными о людях с повреждениями миндалевидного тела — у них точно так же отсутствуют травматические воспоминания.

Однако самой важной молекулой в процессе «стирания» воспоминаний и функционировании долговременной памяти остаётся молекула белка протеинкиназа М-зета. Согласно исследованиям Тодда Сактора из Медицинского центра Нью-Йоркского университета, она определяет эффективность нейронного контакта и очень важна для долговременного запоминания. При этом её можно заблокировать, стерев память, а затем «возродить» синтез молекулы путём обучения. Её важность продолжают оспаривать экспериментально, фиксируя отсутствие значительных изменений в памяти при её блокировке. Сактор говорит, что всё дело в наличии компенсаторных генов. Но для того, чтобы стереть нужное воспоминание, нужны надёжные наномеханизмы доставки антител.

В ходе серии экспериментов, проведённых командой учёных из Массачусетского технологического института под руководством нобелевского лауреата Судзуми Тонегавы, мышам удалось «внедрить» память о ложном событии. С помощью генных модификаций и вживления в мозг оптоволокна у них получилось заставить мышь бояться одну клетку (при помощи ударов по ногам), в то же время перезапуская её память и удаляя болезненные ассоциации с этой клеткой. Так была доказана гипотеза о том, что каждое воспоминание оставляет в мозге след — энграмму. «То, что ранее можно было увидеть в таких фильмах, как „Начало“ и „Вечное сияние чистого разума“, теперь становится возможным», — рассказал один из членов команды Тонегавы. И пусть пока эксперимент далёк от сюжета сай-фая, он даёт надежду на разработку мозговых чипов для внедрения разнообразных воспоминаний.

Теодор Бергер из университета Южной Калифорнии с 90-х годов работает над силиконовым имплантом памяти в гиппокамп. Его устройство может заменять части повреждённого гиппокампа и даже усиливать способности здорового. Крошечный чип с электродами имплантируется в гиппокамп и записывает сигналы, представляющие собой краткосрочные воспоминания; далее сигналы пересылаются в компьютер, где математически преобразуются в долгосрочные воспоминания; а затем отправляются на второй набор электродов, который стимулирует другой отдел гиппокампа. Устройство должно пролить свет на то, как именно в мозге кодируются воспоминания человека и по какому принципу мы помним «лицо любимой бабушки» и отличаем его от других. Пока эксперименты успешно проводятся на крысах и обезьянах, а в течение двух лет начнутся и на людях. Сам Бергер говорит, что никогда не думал о том, что исследования зайдут так далеко. Теперь же он может помочь спасти пациентов с болезнью Альцгеймера и прочими расстройствами памяти.

Учёные до сих пор не могут до конца понять, как долгосрочная память остаётся на всю жизнь, если протеины, участвовавшие в её формировании, исчезают в течение двух дней. Группа учёных из Института медицинских исследований Стауэрса доказала важность олигомеров CPEB в этом процессе. Эти молекулы — версия комбинации клавиш Ctrl+V в нервной системе. Они постоянно самовоспроизводятся, и, вероятно, именно поэтому мы можем извлекать из памяти информацию о том, что было давным-давно.

Пока избавление от негативных воспоминаний, последствий посттравматического стресса и фобий — прерогатива психологии. Но гарвардский профессор Роджер Питман и профессор психиатрии Университета Макгилла Ален Брюне спешат психологам на помощь, за что журнал Forbes в своё время даже включил их в рейтинг «Десять человек, способных изменить мир».

В ходе опытов исследователи обнаружили препарат для устранения причины тяжёлых воспоминаний, а также научились различать воспоминания неприятные и травмирующие, чтобы сосредоточиться исключительно на борьбе со вторыми. Ключ к различию между ними скрыт в эмоциональной реакции. Пациенты, участвующие в эксперименте, детально фиксировали свои травмирующие воспоминания и перечитывали свои записи, предварительно приняв препарат пропранолол. Это лекарство от гипертонии, содержащее норадреналин, который участвует в генерации сильных эмоций. Через некоторое время эмоциональная память пациентов стала изменяться, и они переставали ассоциировать травматическое воспоминание с неприятными ощущениями. Приём анаприлина в течение нескольких часов после психотравмы также резко снижает шансы развития посттравматического синдрома. В таком случае воспоминание останется, но патологически болезненным оно не будет.

Психолог Элизабет Лофтус провела серию любопытных психологических экспериментов по «вживлению» ложных воспоминаний. Она показывала участникам, бывавшим в Диснейленде, фотографию из парка, где посетитель жал руку Багз Банни. Несколько участников вспомнили, что делали то же самое, хоть это и невозможно, так как Багз Банни — персонаж Warner Bros.

Её команда психологов опросила жертв 11 сентября; через год эксперимент был повторен и 37% воспоминаний тех же людей изменились. Некоторые истории становились более короткими с чёткой линией повествования, другие обрастали несуществующими подробностями. Дело в том, что при воспоминании пережитого важно получение позитивного фидбэка от собеседника. Этот факт также часто приводит к неправильной идентификации преступника. Так как наша память представляет собой синтез опытов, а не воспроизведение видеоряда, свидетель не может быть важнейшей опорой правосудия. Эту идею успешно защищает Innocence Project, который предлагает увидеть, как американская судебная система отходит от полагания на память жертвы к другим более достоверным источникам — ДНК-экспертизам и другим методам.

Если мы вдруг забываем имя актёра или содержание книги, обычно идём «гуглить» касты фильмов или серфить «Википедию». Всё это оказывает серьёзное влияние на нашу память. Учёные из Университета Колумбии провели эксперимент и показали, как компьютеры успели изменить процесс запоминания. Подопытным дали набор фактов и половину из них попросили классифицировать информацию в папках на компьютере, а второй половине сказали, что эту информацию потом сотрут. Когда подопытных попросили вспомнить информацию, оказалось, что вторая группа (те, кто ожидал стирания информации) помнила намного больше информации, чем первая группа, кто просто сохранил информацию на ПК. Но подопытные из первой группы, которая сохраняла информацию, прекрасно помнили, куда именно они сохранили полученную информацию. Таким образом учёные доказали, что процесс запоминания адаптируется к новым технологиям. Люди стали сводить к минимуму время на запоминание самой информации, делая ставку на место, где её можно будет найти.

Знакомая песня часто становится саундтреком к видеоряду из воспоминаний, который начинает проигрывать наш мозг. Мозговым iTunes выступает медиальная префронтальная кора — это показали эксперименты с использованием магнитно-резонансной стимуляции и воспроизведения чарта Billboard Top 100. Также серия экспериментов показала, что музыка помогает лечить автобиографическую амнезию и способна помочь пациентам с болезнью Альцгеймера.

Чикагский
медицинский центр Rush

Печень и часть лимбической системы головного мозга — гиппокамп — используют один и тот же протеин PPAR-альфа. Только печень — для сжигания жира на животе, а гиппокамп — для процессов запоминания информации. Именно поэтому ухудшение памяти в 3,6 раза чаще наблюдается у пациентов с лишним весом, о чём свидетельствуют исследования Чикагского медицинского центра Rush. Известно, что улучшает консолидацию долговременных воспоминаний кофеин, однако пока учёным не удалось установить необходимую дозировку.