Часть I
Как мы запоминаем
1
Основные принципы формирования памяти
Японский пенсионер Акира Харагучи, бывший инженер, в возрасте 69 лет у большинства людей такой возраст ассоциируется со скидками для пожилых и ослаблением памяти запомнил число «пи», бесконечную непериодическую десятичную дробь, с точностью до 111 700 знаков после запятой. То есть к числу 3,14159 нужно приписать еще 111 695 знаков. Запомнил и воспроизвел по памяти! Если вы скажете, что это невероятно, я с вами соглашусь. Несомненно, вы считаете Харагучи вундеркиндом. А может, математическим гением или ученым. Ничего подобного. Он обычный человек со здоровым стареющим мозгом, и это указывает на нечто еще более невероятное ваш мозг тоже способен запомнить 111 700 знаков числа «пи».
Мы можем научиться чему угодно и запомнить все что угодно уникальный голос своего ребенка, лицо нового друга, место, где оставили машину, первый самостоятельный поход в магазин за сметаной в четырехлетнем возрасте, слова последней песни Тейлор Свифт. Взрослый человек в среднем помнит произношение, написание и значение от 20 000 до 100 000 слов. Шахматисты запоминают приблизительно 100 000 возможных ходов. Концертирующие пианисты, способные исполнить третий фортепьянный концерт Рахманинова, держат в памяти сочетание почти из 30 000 нот. И они же могут наизусть сыграть Баха, Шопена или Шумана.
Наша память способна хранить любую информацию, как обладающую глубоким смыслом, так и бессмысленную, простую и сложную, а ее объем, похоже, бесконечен. Мы можем попросить свой мозг запомнить все что угодно. И при соответствующих условиях он запомнит.
Как наш мозг все это проделывает? Что такое память с точки зрения неврологии? Как она формируется? Где хранятся воспоминания? И как мы их извлекаем?
Формирование памяти в буквальном смысле изменяет мозг. Любое ваше воспоминание это результат долговременных физических изменений в мозге, которые являются ответом на восприятие. Мы движемся от незнания к знанию, когда грядущий день становится уже прожитым. И для того чтобы завтра вспомнить события сегодняшнего дня, ваш мозг должен измениться.
Как же он меняется? Сначала сенсорный, эмоциональный и фактический элементы опыта воспринимаются через органы чувств. Вы видите, слышите, воспринимаете запахи, ощущаете вкус, осязаете.
Представим, что сегодня первый вечер лета и вы расположились на пляже с близкими друзьями и их семьями. Вы видите, кроме всего прочего, как ваши дети играют в футбол на песке, а небо расцвечено роскошным закатом. Из переносной колонки доносится «Рождена такой», одна из ваших любимых песен Леди Гаги. К вам подбегает дочка; она плачет, указывая на покрасневшую лодыжку. Ее только что обожгла медуза. К счастью, ваш друг захватил с собой размягчитель мяса; вы делаете из размягчителя пастообразную смесь, втираете вашей дочери в ногу, и боль почти мгновенно проходит. Вы вдыхаете соленый запах океана и дым костра. Вы наслаждаетесь вкусом охлажденного белого вина, свежих устриц и липкого сладкого смора. Вы счастливы.
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.