Идеальная память
Память — это сложный и многогранный процесс. Исследования памяти помогают понять, как мы учимся, запоминаем и извлекаем информацию — то есть, как мы функционируем КАК ЛЮДИ.
Что же такое память? Зачем вообще она нужна? Почему мы считаем, что это так важно? И что думает об этом наука? Об этом в своей лекции рассказал нейробиолог Владимир Алипов.
Посмотреть полную запись лекции «Идеальная память» можно в видеоархиве «Прямой речи».
➤ Память помогает нам учиться на собственном опыте. Нейробиологи рассматривают память с точки зрения эволюции, как способ избегать ошибок. Например, запомнить, что нельзя совать пальцы в розетку. Это требует анализа прошлого опыта и принятия решений на его основе.
Память важна для адаптации к изменениям в окружающей среде. Например, если летом мы носим шорты, а зимой — шубу, это связано с изменением поведения. Бактерии также адаптируются, вырабатывая устойчивость к антибиотикам. Мыши, например, могут научиться избегать хищников, таких как кошки. Это показывает, как память помогает выживать в изменяющихся условиях.
Известный ученый, Нобелевский лауреат Эрик Кэндл сделал много для изучения памяти, проводя эксперименты на моллюсках. Его работы помогают понять, как память формируется и сохраняется.
➤ Проблемы с памятью
Некоторые люди страдают от нарушений кратковременной памяти, что может проявляться в неспособности запомнить простые вещи. Например, они могут не помнить, зачем пришли в магазин. Это может привести к более серьезным проблемам — страдают профессиональные навыки, исчезают аффективные способности (чувства), распадается инстинктивная память, происходит разрушение личности. Фильм «Отец» с Энтони Хопкинсом иллюстрирует, как болезнь Альцгеймера влияет на восприятие мира.
➤ Экспериментальное изучение памяти
В начале ХХ века немецкий психолог Герман Эббингауз (1850-1909) использовал экспериментальный метод для изучения памяти. Он запоминал бессмысленные слоги и проверял, сколько из них он может воспроизвести. Результаты показали, что с течением времени способность вспоминать уменьшается: на 31-й день смог воспроизвести примерно 25 %. Это открытие стало основой для дальнейших исследований в области памяти. И это справедливо для всего, что мы учим. Что можно делать? Например, повторять. Повторение выученного увеличивает этот процент — вплоть до ста. Можно использовать эмоциональное усиление.
➤ Кратковременная и долговременная память
Эббингауз выделил два типа памяти: кратковременную и долговременную. Кратковременная память имеет большой объем, но сохраняется недолго. Долговременная память сохраняется дольше, но имеет меньший объем. Это различие важно для понимания того, как мы храним и извлекаем информацию. Например, мгновенная память связана с восприятием, а долговременная — с более сложными процессами.
➤ Пациент Г.M. и его значение для науки о памяти
Пациент Г.M. (1926-2008), страдавший эпилепсией, стал важным объектом исследований памяти. После операции по удалению гиппокампа он потерял способность формировать новые воспоминания. Однако у него остались старые воспоминания (до момента операции) и кратковременная память — примерно на пять минут. И еще какая-то моторная или ассоциативная — точно неизвестно — память: например, он сразу забывал, что прошел тот или иной тест или игру, но со временем проходил их все лучше и лучше. К нему выстроилась буквально очередь исследователей. Это открытие помогло ученым понять, как различные участки мозга влияют на память — гиппокамп.
➤ Корсаковский синдром
Это еще одно состояние, связанное с нарушением памяти, фиксационная амнезия. Он может возникнуть из-за алкоголизма и повреждения определенных структур мозга. Люди с этим синдромом могут не помнить, что делали, хотя и не теряли сознание. Это говорит о повреждении структур, которые отвечают за перевод из кратковременной памяти в долговременную. Исследования в этой области помогают разработать методы лечения.
➤ Консолидация памяти
Консолидация памяти — это процесс, при котором кратковременная память превращается в долговременную. Этот процесс может быть нарушен различными факторами, такими как стресс или травма. Например, люди, пережившие ДТП, могут не помнить событий, предшествующих аварии. Раньше предполагалось, что долговременная память с нами надолго. Чтобы ее нарушить, надо разрушать мозг. Как память формируется и сохраняется? Исследования в этой области продолжаются.
➤ Роль белков в памяти
Исследования показывают, что белки играют важную роль в консолидации памяти. Первые белки формируются в первые пару часов после попадания события в память. Вторая фаза синтеза белка — через 5-6 часов. Если в определенное время ввести блокатор синтеза белка, воспоминание может и не сформироваться. Например, протеинкиназа М-зета связана с процессами памяти. Когда формируется воспоминание, меняются контакты между нервными клетками. И протеинкиназа эта как раз синтезируется в районе контактов клеток. Сначала подумали, что именно она отвечает за формирование памяти. Но оказалось, что она играет роль, но не самую важную. Есть еще прионоподобные белки.
➤ Клетки места и их значение
Клетки места в гиппокампе играют ключевую роль в пространственной памяти. Они активируются, когда животное или человек находится в определенной области. Как показали опыты на крысах, для каждого участка, каждого места, где находится крыса, существует как бы свой нейрон, который активируется именно в этом месте. Аналогично — в мозгу человека. Эти клетки могут активироваться даже во сне. То есть память формируется не только во время бодрствования, но и во время отдыха. Это открытие помогает понять, как мы храним пространственные воспоминания. Часто люди, которые могут запоминать большое количество несвязанных фактов, говорят, что как бы располагают эти факты на большом пространстве («чертоги разума») и таким образом могут вызывать их в памяти. Таким образом клетки места не просто хранят воспоминания о том, где мы были, но и имеют гораздо большее значение для памяти.
Активизация клеток места происходит во время сна, что может способствовать укладке воспоминаний. Исследования показывают, что недостаток сна может негативно сказаться на памяти. Например, животные, лишенные сна, хуже справляются с задачами, связанными с памятью. Вот почему сон так важен для мозга.
➤ Клетки бабушки
Созвездие нервных клеток в мозге, которое несет след нашей памяти, назвали красивым словом энграмма.
Изначально, как предполагается, эти нервные клетки не специализированы. Они ни за что не отвечают, у них нет какого-то предпочтения. Но потом мы начинаем обучаться. И эти клетки, какие-то из них, становятся специализированы относительно, например, Дженнифер Энистон или вашей бабушки. Нейроны становятся носителями этого воспоминания. Именно в этих клетках происходит синтез белка, активируются немедленные ранние гены.
Если эти клетки разрушить, именно те клетки, которые были частью энграммы, то есть какая-то память, конечно, сохраняется, но очень плохая. Соответственно, есть гипотеза, что если мы найдем все «клетки бабушки» у вас в голове и разрушим их, то вы забудете про свою бабушку. Но сложно найти прямо все клетки, связанные с бабушкой. Для реконструкции энграммы не нужны все клетки, просто чем их больше, тем четче воспоминание. Активировать или деактивировать определенные клетки можно с помощью метода оптогенетики.
➤ Нейронные сети и память
Нейронные сети в мозге работают как сложные системы, которые обрабатывают информацию. Каждая клетка может участвовать в хранении различных аспектов памяти. Это создает распределенную систему, где информация хранится не в одном месте, а в нескольких. Исследования показывают, что нейронные сети могут адаптироваться и изменяться в ответ на новый опыт.
➤ Ложные воспоминания
Долговременная память тоже изменчива. Как пример — детская амнезия. Мало кто помнит себя в возрасте до 3 лет. Пока точно неизвестно, почему это так. С возрастом память может изменяться, и люди могут лучше помнить события из своего детства. Это может быть связано с тем, что старые воспоминания становятся более доступными, когда новые теряются.
Ложные воспоминания — это феномен, когда люди уверены в том, что помнят события, которых на самом деле не было. Это может происходить из-за влияния внешних факторов, таких как разговоры с другими людьми. Исследования показывают, что память может изменяться при каждом воспоминании. То есть, чем чаще мы вспоминаем о чем-то, тем больше это воспоминание подвержено изменениям. Это подчеркивает, что память не является фиксированной, а динамичной. Создать ложные воспоминания у мышей получалось и в экспериментах с оптогенетикой.
➤ Таблетка для памяти
Мы поговорили о том, что память проходит этап консолидации (переход из кратковременной в долговременную) и когда мы вспоминаем, она реконсолидируется и может меняться, и что для этого нам нужен синтез и образование определенных белков. В будущем, вероятно, ученые смогут сделать так, чтобы у нас этот процесс консолидации происходил быстрее, сильнее. Например, вы выпили какую-то таблетку — и все, что вы запомните в следующий час, вы запомните намного лучше, чем обычно. Это то, чем сейчас занимаются многие научные лаборатории. Посмотрим, что из этого получится.
➤ Будущее исследований памяти
Исследования памяти продолжаются, и ученые стремятся понять, как память работает на более глубоком уровне. Это может привести к новым открытиям в области нейробиологии и психологии. Например, изучение механизмов памяти может помочь разработать новые методы лечения. Также исследования могут привести к созданию технологий, которые помогут улучшить память.
Развитие искусственного интеллекта открывает новые возможности для изучения памяти. Например, нейросети могут быть использованы для моделирования процессов памяти. Это может помочь понять, как память работает в человеческом мозге.
Исследования памяти поднимают важные этические вопросы. Например, использование методов, которые могут изменять или стирать воспоминания, вызывает опасения. Это связано с возможными последствиями для личности и идентичности человека.
