Загрузка. Пожалуйста, подождите...
Главная страницаНепознанное → Что такое память?

Что такое память?

Что такое память?Наши воспоминания о событиях жизни хранятся в сети миллиардов нейронов в разных областях мозга. Можно ли стирать тягостные воспоминания, имплантировать себе совершенно новый опыт, легко запоминать всё, что нужно для предстоящего экзамена?

Вам когда-нибудь хотелось улучшить свою память, чтобы без труда запоминать имена, даты и лица и заслужить более высокий балл на экзамене? А как насчет того, чтобы убрать все воспоминания о неудачных отношениях, как в оскароносном фильме Мишеля Гондри «Вечное сияние чистого разума»? Или совершить виртуальное путешествие по Солнечной системе с помощью имплантированных прямо в мозг ложных воспоминаний, подобно герою Арнольда Шварценеггера Дугласу Куэйду из классического научно-фантастического блокбастера «Вспомнить всё»?

Что ж, подобная терапия может появиться раньше, чем вы думаете, поскольку ученые добились большого прогресса на пути к тому, чтобы удалять, улучшать и даже создавать новые воспоминания.

Память - важнейший аспект сознания, она охватывает то, что вы можете вспомнить, и включает в себя собственно способность вспоминать. Некоторые воспоминания сохраняются короткий период времени, а затем исчезают, но наиболее важные из них надолго поселяются в мозгу и могут быть извлечены по желанию. Этот процесс усвоения новой информации, ее сохранения и консолидации обеспечивается сложным взаимодействием мозговых функций.

Необходимо разобраться в этой невероятно сложной сети нервных и химических процессов и понять, как человеческий мозг хранит и восстанавливает воспоминания, прежде чем мы научимся ими манипулировать.

Стирание памяти


Для многих стирание памяти представляет собой этическую головоломку. Воспоминания могут, конечно, приносить большую радость. Но они бывают также и источником огромных страданий, как, например, в тяжелых случаях посттравматического синдрома (ПТС) или наркозависимости. В таких ситуациях стирание памяти может выглядеть оправданным. К людям, страдающим от ПТС, постоянно возвращаются травмирующие воспоминания. Сходным образом наркозависимые не могут избавиться от иллюзорных воспоминаний о полученном удовольствии, которое непреодолимо тянет повторить. Удаляя или подавляя конкретные воспоминания, можно предотвратить травмирующие эмоции и разрушительное поведение.

Выжигание памяти


Итак, каким же способом можно удалить воспоминания? Исследователи используют трехстадийную модель - приобретение, консолидация и извлечение - для описания того, как мозг обучается и работает с воспоминаниями. Сбой в любом из этих процессов приводит к нарушению памяти.

Одна из работ, в которой используются возможности процесса консолидации, - основанное на «интраиндивидуальной манипуляции» исследование, выполненное под руководством Марейна Круза (Marijn Kroes) в Неймегенском университете (Нидерланды). Память периодически перезаписывается в сознании, или реконсолидируется, - это что-то вроде дефрагментации жесткого диска. Однако электрошоковая терапия (ЭШТ), по-видимому, препятствует перезаписи воспоминаний или изменяет их в ходе реконсолидации. В работе, которую научная группа опубликовала в журнале Nature Neuroscience, участникам, проходившим ЭШТ для лечения депрессии, рассказывали и показывали на картинках тревожную историю. Спустя неделю им напоминали о ней и повторяли сеанс ЭШТ. Как результат - тревожный сюжет полностью стирался из воспоминаний пациентов.

Сходного эффекта можно достичь и химическими методами, как это было показано в 2013 году в работе д-ра Кортни Миллер (Courtney Miller) из Исследовательского института Скриппса в Сан-Диего (Калифорния, США). Миллер пытается лечить метамфетаминовых наркоманов путем удаления воспоминаний, связанных с употреблением наркотиков.

Нейроны соединены друг с другом посредством образований, называемых дендритными шипиками; считается, что именно таким образом физически хранятся воспоминания. Структура шипиков поддерживается цитоскелетом, состоящим из молекул актина - белка, который обеспечивает формирование памяти, поддерживая соединения, образованные нейронами, когда воспоминание создавалось. Молекулы актина соединяются в длинные цепочки, которые увеличивают шипики и сохраняют воспоминания, стабилизируя определенные связи между нейронами.

В нашей обычной памяти отдельные молекулы актина участвуют в очень медленном цикле: одна молекула отсоединяется от вершины, другая - добавляется к основанию. Но когда память формируется на фоне приема метамфетаминов, эти молекулы движутся очень быстро. Мы воспользовались этим и применили средство животного происхождения (Latrunculin А), которое собирает на себя молекулы актина, так что они не могут вернуться обратно в длинные актиновые цепочки.

По мере того как молекулы уходят с вершины, но больше не добавляются к основанию, актиновые цепочки распадаются, и мы теряем структуры, хранящие метамфетаминовую память. Особенно радует, что данный ингибитор, по-видимому, невероятно селективен в отношении типа памяти. Мы думаем, что сможем избирательно нацеливать его на воспоминания, связанные с наркотиками, а в будущем, надеемся, также и на травмирующие воспоминания.

Совсем свежее исследование, опубликованное в журнале Cell в январе 2014 года, говорит о том, что препараты, называемые ингибиторами гистондеацетилазы (HDACI), могут усиливать способность мозга постоянно замещать травмирующие старые воспоминания новыми. На первой фазе клинических исследований под руководством д-ра Ли-Хуэй Цай (Li-Huei Tsai) из Массачусетского технологического института (MIT) мышам подавали звуковой сигнал, за которым следовал удар током. Как только мыши обучались связывать эти два события, они начинали в страхе замирать, услышав сигнал.

Затем исследователи многократно подавали сигнал без тока, чтобы проверить, смогут ли мыши избавиться от выученной ассоциации и перестать замирать по сигналу. Это удалось тем мышам, которые подвергались воздействию сигнала и разряда накануне, но не тем, у которых травмирующее воспоминание сформировалось месяц назад. Этим мышам затем давали HDACI перед упражнением, направленным на забывание, и они переставали замирать в ответ на сигнал.

Генетическая память


Копая глубже, исследователи из MIT открыли ген, существенный для «угасания памяти» и получивший обозначение ТЕТ1. В прошлогодней публикации в журнале Neuron показано, как повышение активности ТЕТ1 способно помочь людям с посттравматическим синдромом, облегчая замену страшных воспоминаний новыми позитивными.

Исследователи выработали у двух групп мышей страх перед клеткой, где их било током. Затем их помещали в клетку без электричества. Те из них, у которых не был подавлен ген ТЕТ1, больше не боялись этой клетки, поскольку память о страхе заменялась новой памятью об отсутствии электричества.

Имплантация памяти в блокбастере «Начало» (Inception) с Леонардо Ди Каприо профессиональные преступники используют новейшую технологию для имплантирования мыслей и воспоминаний в сознание жертв, пока те спят. Идея может показаться столь же натянутой, как и весь сюжет фильма, но в действительности имплантация ложных воспоминаний происходит постоянно, в том числе когда люди бодрствуют. Более того, это может иметь серьезные последствия, особенно в судебных слушаниях, где присяжные обычно излишне доверяют показаниям очевидцев.

Каждый из нас подвержен ложным воспоминаниям, даже тот, кто в других случаях демонстрирует отменную память. В 2013 году это было показано в исследовании под руководством Лоуренса Пати-хиса (Lawrence Patihis) из Калифорнийского университета в Ирвайне (США). Патихис сравнил 20 человек с превосходной автобиографической памятью (то есть способных вспомнить детали личного опыта столь же хорошо, как и более общие факты и знания) с контрольной группой из 38 человек. Казалось бы, первая группа должна быть более устойчивой к искажениям памяти, но всё вышло наоборот. На протяжении двух недель выполнялась серия упражнений для проверки склонности участников формировать ложные воспоминания. В каждом случае ложные воспоминания немного чаще появлялись у обладателей великолепной памяти, чем у контрольной группы. Например, когда им предъявляли список, включавший слова «нить», «булавка» и «вязание», обе группы были склонны потом «припоминать», что видели также слово «спица», которого им на самом деле не показывали.

Факор страха


Недавно лауреат Нобелевской премии Судзуми Тонегава (Susumu Tonegawa) сумел успешно имплантировать мыши память о страхе. Тонегава со своей группой вывел генетически модифицированных мышей, у которых в нейронах, связанных с формированием и сохранением памяти в гиппокампе, экспрессируется светочувствительный белок (опсин) Channelrhodopsin-2 (ChR2). Интересная особенность этого белка состоит в том, что он реагирует на свет и активируется им.

В эксперименте этих мышей помещали в безопасный контейнер, и группа нейронов памяти, называемая энграммой, создавала память об этом контейнере. Мышей затем переносили в другой контейнер, где воздействовали светом на нейроны, активируя таким образом память о первом контейнере, а затем сразу били током. Когда их снова пересаживали в исходный контейнер, они в страхе замирали - шок у них ассоциировался с первым контейнером, несмотря на то, что испытывали они его во втором. То есть исследователи смогли имплантировать память о страхе. По сути, они обманули систему, создав эти воспоминания.

Так можем ли мы создать произвольные ложные воспоминания? На данный момент мы способны создавать лишь воспоминания определенных типов в зависимости от схем активации, которые можем имитировать. Но теоретически, если мы поймем схемы активации, связанные с формированием различных типов памяти, то получим возможность создавать любые воспоминания. Конечно, сейчас мы с этими экспериментами лишь в самом начале пути, но у них большой потенциал.

Как создать страх?


Ученые индуцировали ложные воспоминания у мышей.

1. Сначала мышь помещают в первую среду и метят нейроны, ответственные за запоминание среды. Эти клетки сделаны реагирующими на свет.

2. Мышь переносят в другую среду и светом активируют ранее помеченные клетки заставляя вспомнить первый контейнер. Затем дается электрический разряд.

3. Когда мышь возвращают в первую среду, она показывает признаки страха - у нее сформировался ложный страх среды, где ее никогда не било током.

Улучшение памяти


Ким Пик (Kim Peek) - гениальный савант, ставший прототипом главного героя из четырежды оскароносного фильма «Человек дождя». Он был способен вспомнить практически всё, что когда-либо прочел. Он также мог читать и запоминать сразу обе страницы книжного разворота. Станем ли мы когда-нибудь подобны Киму Пику благодаря прогрессу в исследованиях памяти? Скорее всего, до этого еще очень далеко, но, к счастью, существует несколько эффективных методов совершенствования памяти.

Физическое здоровье, эмоциональное состояние, уровень стресса и характер диеты - вот что оказывает большое влияние на наши способности к обучению и запоминанию. Одна из работ, выполненная исследователями из Алабамского университета в Бирмингеме (США) и опубликованная в Journal of Neurology в 2013 году, говорит о том, что, придерживаясь средиземноморской диеты из рыбы, салатов и курицы с добавлением жирных кислот омега-3, можно улучшить когнитивные способности. Данные, собиравшиеся в течение четырех лет у 17 478 участников исследования, показывают, что тот из них, кто строго придерживался средиземноморской диеты, лучше справлялся с тестами на память.

Другое исследование, выполненное под руководством Ив Сове (Yves Sauvd) из Альбертского университета (Канада), показало, что высокий уровень омега-3 в диете может улучшать коммуникацию между нейронами, служащими для запоминания, Есть данные, говорящие о том, что физические упражнения также являются ключом к здоровый памяти. Исследование, проведенное д-ром Сандрой Чапмен (Sandra Chapman) из Техасского университета в Далласе (США) в 2013 году, показало что занятия аэробикой улучшают память, помогая поддерживать стабильный и здоровый кровоток в гиппокампе.

Есть, однако, люди, которые не желают надевать кроссовки и топать по тротуарам, а предпочитают вместо этого просто глотать улучшающие память таблетки. Эта склонность привела к тому, что некоторые студенты, желающие поддерживать высокий уровень внимания и хорошую память, обращаются к так называемым «умным лекарствам». «Модафинил», «Рита-лин» и «Аддералл» часто продаются на черном рынке. Но поскольку это рецептурные препараты, предназначенные для лечения расстройств вроде нарколепсии или СДВГ, которых у большинства студентов нет, долгосрочные последствия их приема неизвестны и потенциально опасны.

Более того, они могут даже не обеспечить ожидаемого эффекта усиления памяти. Хотя подобные лекарства создают впечатление временного улучшения, плацебо-контролируе-мое исследование, проведенное Иреной Илиевой (Irena Ilieva) в Пенсильванском университете (США), продемонстрировало отсутствие прогресса в показателях молодых людей, принимающих «Аддералл», сравнительно с теми, кто получал плацебо. Так что, по-видимому, не существует простого и быстрого способа улучшения памяти.

Области мозга


Энторинальная кора


Она участвует в консолидации памяти, особенно пространственной памяти. Действует как шлюз между формирующим память гиппокампом и неокортексом, где осознается информация, поступающая от органов чувств. В1953 году Генри Густав Моллисон (Henry Gustav Molaison) утратил способность создавать новые воспоминания после того, как хирург Уилльям Скоувил (William Scoville) удалил большую часть его гиппокампа в попытке излечить от эпилепсии.

Недавно исследование на микронном уровне завещанного науке мозга Моллисона (он умер в 2008 году) подтвердило, что удаленные части были связаны с памятью. Оказалось также, что задняя часть гиппокампа сохранилась после операции. Однако, поскольку она была отделена от энторинальной коры, процессы запоминания и обучения нарушились.

Эти результаты, полученные Якопо Аннези (Jacopo Annese) с коллегами в Калифорнийском университете в Сан-Диего (США), были опубликованы в январе 2014 года в журнале Nature Communications.

Синапсы


Синапсы передают сигналы дендритным шипикам - небольшим мембранным выростам, которые торчат из дендритов на концах нейрона. Как считается, именно с этими шипиками и связана память.

Саймон Рампел (Simon Rumpel) и Кайа Мочулска (Kaja Moczulska) из Института молекулярной патологии в Вене (Австрия) использовали метод так называемой двухфотонной микроскопии в составе организма, чтобы увидеть архитектуру синапсов - структур, которые позволяют нейронам коммуницировать, посылая друг другу электрические сигналы. Ученые следили, как синапсы мышей работают во время обучения и запоминания, и обнаружили, что процесс обучения создает новые синаптические соединения.

Амигдала


Воспоминания хранятся в сложных сетях преимущественно в коре головного мозга, самом внешнем слое цейронов мозга. Долговременную память можно разделить на две большие категории: декларативную и имплицитную. Декларативная память требует сознательных усилий для вспоминания, а имплицитная память, в частности процедурная, хранит навыки и привычные действия.

Кора головного мозга


У нас есть две похожих на грецкий орех амигдалы - скопления нейронов, которые отвечают за эмоции и страх. В исследовании, выполненном под руководством Хаохонга Ли (Haohong Li) и Марио Пенцо (Mario Penzo) и опубликованом в 2013 году в Nature Neuroscience, выделен конкретный участок амигдал, в котором хранится память о страхе, - так называемый латеральный отдел.

Гиппокамп


Эта подковообразная часть мозга играет ключевую роль для пространственной ориентации и памяти. У нас есть такая часть в каждом полушарии мозга. Долговременная память, скорее всего, формируется множеством разных механизмов в зависимости от типа воспоминания. Есть свидетельства в пользу того, что долговременная память на факты и события первоначально размещается в гиппокампе, но в конечном счете большая часть воспоминаний сохраняется в распределенном виде по всему мозгу. Этот процесс подобен своего рода налаживанию связей между нейронами.
 (Голосов: 2)
...
Логин
Пароль