Как работает паутина памяти. Как работает память человека. Как определить, что память плохая

Память человека чрезвычайно экономична. Если бы она сохраняла все раздражающие факторы и всю информацию, все повседневные мелочи, то вероятнее всего мозг взорвался бы или же из-за избыточного воздействия раздражителей мы стали бы недееспособными.

Головной мозг дифференцирует и отбирает новую информацию, чтобы иметь возможность работать эффективнее. И этот выбор головной мозг каждого человека делает индивидуально. Память сохраняет только те вещи, которым мы придаем особое значение и которые мы осознанно и эмоционально перерабатываем. Таким образом, чувства играют значительную роль в процессе сохранения информации в памяти . Отвечает за это так называемая лимбическая система, которая, согласно строению головного мозга, располагается непосредственно под корой больших полушарий головного мозга. К лимбической системе, центру чувств и головного мозга, также относится «детектор нового» гиппокамп, с эмоциональной точки зрения оценивающий поступающую информацию. Никакая новая информация, касающаяся каких-либо фактов или биографических воспоминаний, не попадает в долговременную память, не пройдя через лимбическую систему, которая служит фильтром, ищет только нужную информацию, связывает ее с чувствами и затем распределяет ее по коре головного мозга. Чем чаще происходит этот процесс, чем сильнее он эмоционально окрашен, тем быстрее будет выучена эта информация и тем дольше она будет храниться в памяти.

Новизна, значение и интенсивность эмоциональной окраски являются решающими факторами в том, что мы сохраняем в своей памяти. Сильные эмоциональные события обрабатываются иначе, нежели незначительные, посторонние факты воспринимаются хуже, чем личный опыт. Нейтральная информация, такая как обычный школьный материал, должна обрабатываться осознанно, повторяться, преобразовываться, дополняться и просто заучиваться. Действует принцип «First in last out «, означающий: то, что человек выучил в первую очередь, запоминается лучше всего. Свежая информация только после осознанного разъяснения может отложиться на долгое время в память .

Таким образом, выражение «передавать знания» ошибочно. Знания не могут быть в полной мере переданы, а должны быть встроены в память каждого человека посредством его собственной системы нервных соединений. Гёте сказал замечательную фразу: «Необходимо добыть свои знания, чтобы обладать ими!».

То, что наш головной мозг очень экономичен и обладает множеством фильтров, однако, не означает, что наше большое хранилище, наша долговременная память, когда-то может быть переполнена. Кора больших полушарий головного мозга обладает непостижимо большим объемом памяти. И чем больше мы ее насыщаем, тем быстрее и лучше наш мозг может мыслить и запоминать новую информацию.

Память - это сложноустроенная сеть, которая тянется от органов чувств до самых сложных участков мозга. Она находит проявление во всем: от простых движений до тяжелых задач, и в конечном итоге делает нас теми, кто мы есть. В соответствии с тремя неврологическими процессами память может быть сенсорной, кратковременной или долговременной.

Функционируя автоматически, мозг создает сенсорные воспоминания бессознательно. Таким образом, сенсорная память - тип пассивного восприятия. Для ее работы не требуется внимание, а воспоминания хранятся в течение кратчайшего промежутка времени, возможно, секунды. Сенсорная память имеет разновидности в соответствии с основными чувствами человека. Иконическая (зрение), эхоическая (слух) и тактильная (осязание) наиболее тщательно исследованы.

Иконическая память включает в себя как задерживающую способность глаз, так и данные, которые фиксируются зрением, а после обрабатываются мозгом. Соответствующие воспоминания начинают формирование с фоторецепторов на сетчатке, которые передают информацию в ганглиозные клетки, затем в первичную зрительную кору в затылочной доле и, наконец, в височную верхнюю борозду.

Аналог эхоической памяти - накопительный резервуар, в котором сохранятся звуки таким образом, что их можно разобрать спустя некоторое время после воспроизведения. Одним из распространенных примеров работы эхоической памяти можно назваться ситуацию, когда человек переспрашивает у собеседника последний заданный вопрос и отвечает на него прежде, чем тот его повторяет. Деятельность этой разновидности памяти протекает в нескольких областях мозга, в том числе в первичной слуховой коре, в левых частях префронтальной, премоторной и теменной коры, в верхней височной и нижней височной извилине.

Тактильная память основывается на мимолетных ощущениях, таких как зуд и боль. Она распространяется, начиная с нервов, по всему организму: через спинной мозг к постцентральной извилине теменной доли. Ощущения, описывающие текстуру и плотность объектов, воспринимаются в теменной покрышке, а их расположение активизирует правую верхнюю теменную и височно-теменную доли.

Хотя сохранение воспоминаний в кратковременной памяти происходит в течение гораздо более длительного времени, чем в сенсорной, ее длительность составляет лишь 20-30 секунд. Так как по своей природе она опирается на менее сложные структуры (и, следовательно, гораздо меньшее количество нейронов), чем долговременная память, емкость кратковременной памяти ограничена; в зависимости от человека (и языка) ее вместительность составляет всего около 7 единиц информации. Хотя это кажется смехотворно малым количеством, попробуйте быстро посмотреть, а затем вспомнить случайный набор из 10 цифр или слов. Это магическое число 7 может быть увеличено несколькими способами, но все они связаны с процессом фрагментирования. Номер чьего-то мобильного телефона представляет собой набор из одиннадцати цифр, но его легко запомнить, потому что память воспринимает эту информацию «порциями». Префронтальная кора играет ключевую роль в работе кратковременной памяти. Здесь мозг обрабатывает как визуальную информацию, так и фонологическую. Примечательно, что кратковременная память, как полагают, в первую очередь является фонологической. Например, носители китайского языка, большинство слов в котором состоят из одного слога, могут помнить 10 цифр по сравнению с нашими семью. Кратковременные воспоминания легко забываются, когда нервные импульсы перестают нести актуальную информацию, переключаясь на другую.

Процесс образования долгосрочной памяти начинается с кратковременной, которая с рядом операций позволяет информации сохраниться. Когда кратковременные воспоминания перемещаются на длительное хранение, гиппокамп производит новые белки. Они изменяют выбранную группу нейронов, а те отправляют электрохимические сообщения, создавая нервные пути. Пациенты с болезнью Альцгеймера могут восстановить воспоминания из детства, но забывают актуальную информацию, потому что поврежденный гиппокамп больше не в состоянии производить новые белки, и, следовательно, новые воспоминания, но сильные нервные пути, проделанные в молодости, позволяют хранить старую информацию. Долговременные воспоминания сложнее забыть. Для этого они должны не использоваться в течение длительного времени, либо на них должны «налечь» новые.

КАК РАБОТАЕТ НАША ПАМЯТЬ

Память - это мыслитель­ный процесс, включающий в себя запись, хранение и извле­чение информации. Запись информации осуществляется посредством акта запомина­ния, а ее извлечение - посред­ством акта вспоминания. Каче­ство запоминания обусловлено вниманием человека к объек­ту записи.

Внимание представляет со­бой форму организации психи­ческой деятельности, проявля­ющуюся в избирательной на­правленности (селективнос­ти), концентрации и относи­тельной устойчивости. Концентрация внимания обуслов­лена усилением возбуждения в доминантном очаге коры го­ловного мозга, сопровождаю­щейся угнетением всей осталь­ной части коры. По этой при­чине, например, глубоко по­груженные в работу люди не слышат звонка у входной две­ри и даже на дотрагивание ре­агируют лишь спустя некото­рое время.

Противоположным акту за­поминания является забыва­ние. Как это ни звучит пара­доксально, но забывание слу­жит важным условием запоми­нания, поскольку оно разгру­жает центральную нервную систему, освобождая место для новых связей. Память опреде­ляется работой всего головно­го мозга, но в первую оче­редь - это биологический фе­номен, обусловленный дея­тельностью органов чувств. В зависимости от того, какой орган чувств принимает наи­более активное участие в акте записи информации, различа­ют несколько разновидностей памяти: визуальная (зритель­ная), вербальная (связанная с функцией слуха), обонятель­ная, осязательная и др. В био­логическом мире важную роль играет генетическая память, определяющая миграции птиц и рыб, обусловливающая стад­ные инстинкты. Человеческая память представляет собой бесконечно более сложный ме­ханизм - это функция мозга, нейронная активность которо­го позволяет фильтровать, со­хранять и уничтожать воспо­минания.

Около 60 процентов людей пользуются в основном зри­тельной памятью. Они легко восстанавливают в воображе­нии виденные некогда места, предметы, лица, страницы га­зет. Другие люди как будто с большей легкостью запомина­ют звуки и слова, и возникаю­щие в их уме ассоциации час­то представляют собой различ­ные ритмы и каламбуры.

В зависимости от времен­ной установки человеческую память подразделяют на не­посредственную, кратковре­менную, долговременную, скользящую.

Непосредственная (сен­сорная) память - это память автоматическая, в которой одно впечатление мгновенно сменяется следующим. При­мером такого процесса служит печатание на машинке: как только буква напечатана, чело­век тут же забывает ее, чтобы перейти к следующей.

Кратковременная па­мять - это оперативная (ра­бочая) память, способная од­новременно удерживать до семи элементов в течение мак­симум тридцати секунд. Она действует, например, когда вы набираете номер телефона. Без оперативной памяти мно­гие привычные действия со­вершались бы гораздо мед­леннее. Этот вид памяти по­зволяет выбрасывать из созна­ния информацию, как только она стала ненужной.

Долговременная память должна оставлять заметные следы в сознании на дни, ме­сяцы и даже годы, поэтому ее работу определяют более сложные механизмы записи информации, действующиенанескольких уровнях: чувствен­ном, эмоциональном и интел­лектуальном

Скользящая память - са­мая короткая из всех видов долговременной памяти. Тако­го рода память развита, напри­мер, у авиадиспетчеров: она позволяет им на несколько минут сосредоточить внима­ние на изображении движу­щейся точки на экране, а пос­ле посадки самолета тут же забыть о ней, переключив вни­мание на следующую точку.

Если информация предназ­начена для использования в ближайшем будущем (подго­товка к экзаменам, необходи­мость запомнить некий адрес), постоянное мысленное повто­рение помогает лишь кратков­ременно удержать ее в памяти.

Для закрепления следа в памя­ти на длительное время требу­ется более высокая степень обработки материала. Необходи­мо определить для себя значе­ние воспринимаемой инфор­мации и дать время на обдумы­вание, обобщить и проанали­зировать ее.

Долговременная память основана на наблюдении, ана­лизе и составлении суждения. Любое суждение включает в себя впечатления и эмоции. Сильные эмоции действуют подобно раскаленному клейму и оставляют в памяти неизгла­димые следы. Человек спосо­бен повысить качество записи материалов в памяти, сосредо­точившись на своих эмоциях, развивая наблюдательность и делая комментарии по поводу данного эмоционального или интеллектуального контекста. Именно этим объясняется, по­чему какие-то детали прошло­го люди помнят лучше других.

Если задуманное челове­ком к высказыванию принять за 100 процентов, то в словес­ные формы (предложения) об­лекается и высказывается ок­ружающим только 8О процен­тов. Выслушивается из задуманного 70 процентов, воспри­нимается и понимается 60 про­центов, а в долговременной па­мяти остается от 10 до 24 про­центов.

В среднем человек запоминает 1/5 части то­го, что услышит, и 3/5 того, что увидит. Из того, что человеку покажут и объяснят, он за­поминает 4/5. Наилучшим временем суток для сознатель­ной работы памяти является промежуток от 10 до 12 часов, когда организм максимально ус­тойчив к кислородному голоданию, а также пос­ле 20 часов.

На подсознательном уров­не процесс запоминания, фик­сации в коре головного мозга накопившейся за день новой информации более интенсивно протекает в каждом следую­щем цикле парадоксальной фазы сна. Принимая во внима­ние, что в норме у человека за ночь наблюдается до 4-5 полу­торачасовых циклов сна, мож­но считать, что наилучшая "запоминающая" функция сна проявляет себя где-то за два часа до пробуждения. Что касается времени года, то наилучшим для работы памяти является летний период.

Экспериментально доказано, что в процессе запомина­ния однородного материала (например, стихотворения) легче всего усваиваются нача­ло и конец, а наиболее труд­но-средняя часть. Запоминание улучшается, если посте­пенно повышать сложность ус­ваиваемого материала.

Повторять изучае­мый материал очень важ­но с интервалами. Не­прерывное повторение, заучивание вплоть до полного запоминания наиболее нецелесообраз­но и неэкономично.

Особенностью человеческой памяти является ее способность с меньшими затратами труда и времени изучать другие иностранные языки после того, как уже усвоен один из них.

Полагают, что структуры, ответственные за память, размещаются в разных участках головного мозга - в зависимости оттого, на каких реакциях организма (чувственных, эмоциональных или интеллектуальных) они основаны. За память отвечают отдельные участки коры головного мозга, лимбическая система и мозжечок. Но основная часть нейрофизиологической деятельности, определяющей работу па­мяти, происходит в гиппокампе и в височной доле каждого из полушарий. Если височная доля повреждена на одной сто­роне мозга, процессы запоми­нания могут еще протекать, хотя и с некоторыми наруше­ниями. Но при двустороннем повреждении способность со­знания к записи и хранению информации полностью про­падает. Это происходит в ре­зультате физической травмы или в связи с дефицитом нейрохимических элементов, как, например, при болезни Альцгеймера.

Работа памяти обусловлена деятельностью нервных кле­ток - нейронов. Сигналы от одного нейрона к другому пе­редают так называемые нейромедиаторы - особые веще­ства (например, ацетилхолин), которые в большом количестве содержатся в гиппокампе. При нехватке ацетилхолина пропа­дает способность к усвоению знаний и функционирует лишь спонтанная память, основан­ная на чувственных реакциях организма.

Метаболические процессы организма включают в себя окисление глюкозы и жиров для получения энергии, часть которой расходуется на синтез ацетилхолипа в мозгу. При гар­монично протекающем старе­нии организма количество син­тезируемого ацетилхолипа уменьшается, но остается до­статочным для того, чтобы нормально мыслить. Одним из возможных последствий недо­статка ацетилхолина и других нейромедиаторов может слу­жить торможение мыслитель­ных процессов, наносящее ущерб памяти: у человека на­блюдается несколько замед­ленная реакция на внешние сигналы как во время наблю­дения и записи информации, так и во время извлечения ее из памяти. Чтобы по мере ста­рения не терять способности к нормальной жизнедеятельнос­ти, разумно всегда сохранять спокойствие (известно, что па­мять человека слабеет пропор­ционально росту его беспокой­ства). Если человек начинает нервничать по поводу кратков­ременных задержек в работе своей памяти, то он только ухудшает положение. Для ком­пенсации снижения умствен­ной активности нужно обу­читься новым стратегиям мышления, облегчающим и ус­коряющим извлечение инфор­мации из памяти, тогда будет обеспечена нормальная рабо­та последней до глубокой ста­рости (при условии удовлетво­рительного общего состояния здоровья).

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ КАЧЕСТВО ПАМЯТИ

С возрастом память слабе­ет, но эффективность ее рабо­ты неодинакова у пожилых людей, как неодинакова она и у детей. Наиболее однородны­ми в этом отношении являют­ся люди среднего возраста. Дети и пожилые люди испы­тывают много идентичных трудностей в отношении дея­тельности памяти. В частно­сти, у них более короткий, по сравнению с обычным, пери­од концентрации внимания. Они испытывают затруднения при анализе информации и не способны к спонтанной орга­низации мыслительного про­цесса. Они не умеют точно оценивать для себя значение воспринимаемой информации и испытывают затруднения при формировании ассоциа­ций, относящихся к информа­ции, которую необходимо за­помнить. И те, и другие плохо фиксируют информацию в памяти. Главное же различие между детьми и стариками состоит в том, что дети лучше помнят недавние события, в то время как старики - собы­тия, более удаленные во вре­мени (поскольку новые впе­чатления они обрабатывают недостаточно эффективно).

Есть обидное выражение «память как у рыбки». Учёные, правда, давно развеяли миф о трёхсекундной памяти рыб, но выражение осталось. Память человека чуть побольше - и это с одной стороны хорошо, ведь некоторые вещи хочется поскорее забыть. Но с другой стороны, это плохо, потому что в мире есть вещи, которые хочется запомнить, причём навсегда. Рассказываем, как это сделать с помощью игровых тренажёров для мозга «Викиум» .

Ошибки памяти

В этом году американские исследователи сделали удивительное даже для себя открытие. Они обнаружили, что память человека записывает события дважды. Одна запись делается, грубо говоря, для сиюминутного использования, вторая — на всю жизнь.

Прежняя теория гласила, что для запоминания кратковременных событий используется гиппокамп - участок головного мозга, который, как считалось, записывал события, а они уже впоследствии передавались в кору головного мозга для длительного хранения. Исследователи из центра по изучению генетики нейронных цепей Riken-MIT провели опыт, который опровергнул эту теорию и изумил самих учёных. Правда, эксперимент провели на мышах. Но авторы уверяют, что результаты применимы и к людям.

Как запомнить всё

Изучить человеческий мозг гораздо сложнее, формирование воспоминаний и в принципе памяти до сих пор является для людей загадкой. Одним из видных учёных, исследовавших работу памяти, был Герман Эббингауз. Ему принадлежит термин «Кривая забывания».

Основой этого термина стал эксперимент, который Эббингауз проводил на самом себе. Он сделал для себя карточки с абсолютно бессмысленными слогами, не вызывающими никаких ассоциаций. И показывал их себе, стараясь запомнить написанное.

В итоге исследователь понял, что после первого безошибочного повторения серии таких слогов они очень быстро забываются. Уже в течение первого часа до 60 процентов пропадает. Через 10 часов после заучивания в памяти остаётся 35 процентов от изученного. Далее процесс забывания замедляется. Через шесть дней в памяти остаётся около 20 процентов заученной информации. Столько же остаётся через месяц.

На основе его исследований психологами был разработан так называемый режим рационального повторения. Он пригодится людям, которым необходимо запоминать большие объёмы информации.

Если вам нужно что-то хорошо запомнить, но на короткое время , надо делать следующие повторения:

первое повторение - сразу после чтения;

второе повторение - через 20 минут после первого повторения;

третье повторение - через восемь часов после второго;

четвёртое повторение - через 24 часа после третьего.

Если информацию нужно запомнить надолго или вообще навсегда , можно попробовать использовать такой метод, который, правда, займёт много времени:

первое повторение - сразу по окончании чтения;

второе повторение - через 20-30 минут после первого повторения;

третье повторение - через один день после второго;

четвёртое повторение - через две-три недели после третьего;

пятое повторение - через два-три месяца после четвёртого повторения.

Как прокачать память

Человеческий мозг условно можно сравнить с компьютером. Есть оперативная память для сиюминутных задач, и есть жёсткий диск, на котором хранится информация. Вероятно, человек может запомнить даже больше компьютера. Считается, что в голове помещается петабайт информации. Это примерно вся информация, которая на сегодняшний день имеется в интернете.

Но как вовремя извлекать эту информацию из головы — пока большой вопрос. В первой статье с «Викиум» мы уже выяснили, что мозги практически как в спортзале, если подходить к этому делу ответственно.

Существует не менее хакерский способ для того, чтобы прокачать память. У «Викиум» есть целый тренажёрный зал с упражнениями для развития памяти, который нужен каждому, кто хочет лучше ориентироваться в окружающем мире, помнить, где припаркована машина или когда поздравлять бабушку с днем рождения.

Будьте готовы, что прокачка памяти — это занятие, в котором не помогут стероиды. Придётся тренироваться каждый день. Впрочем, «Викиум» не даст вам забыть о тренировке. Сервис присылает уведомления о том, что пора уделить 10 минут своей голове.

10 минут кажутся небольшим временем, но за этот перерыв, даже если вы сидите на работе, можно пройти курс эффективных упражнений.

Например, этот тренажёр будет способствовать развитию навыков, особенно важных для тех, чья профессиональная деятельность связана со зрительными образами: инженеров, дизайнеров, художников, писателей, режиссёров, актёров. А этот прокачает способности программиста, конструктора, химика, прикладного информатика и многих других - всех, кто хранит и воспроизводит большой объём значимой информации.

Каждый из тренажёров имеет под собой серьёзную научную основу. Их разрабатывали с помощью зарубежных методик исследования познавательных процессов. В работе с мозгом в этом тренажёрном зале для нейронов применяются диагностические инструменты: таблицы Шульте, эффект Струпа, тест Корси и другие.

Но несмотря на мудрёные термины, онлайн-тренажёры не заставляют сильно напрягаться. Дело в том, что они сделаны в игровой форме, то есть больше похожи на компьютерную игру, чем на какую-то сложную задачку.

На «Викиум» можно наглядно увидеть, насколько улучшилась ваша память. Для этого предусмотрен соревновательный момент. Можно потягаться с другими участниками, которых уже больше миллиона человек.

Между прочим, среди соперников в ближайшее время могут попасться и депутаты Госдумы. Качалку для мозга недавно оценил спикер парламента Вячеслав Володин.

Впрочем, даже если вы не метите в депутаты, хорошая память не помешает. Она пригодится для запоминания телефонных номеров, пин-кодов, стихотворений, в конце концов. Ну и просто стать эрудитом за 10 минут упражнений в день - это, как говорил Альберт Эйнштейн, дорогого стоит.

Cпешите, чтобы натренировать память к Новому году: «Викиум» проводит праздничную распродажу и премиум-доступ можно купить ну очень выгодно!

Загадка человеческой памяти — одна из главных научных проблем XXI века, причем разрешать ее придется совместными усилиями химиков, физиков, биологов, физиологов, математиков и представителей других научных дисциплин. И хотя до полного понимания того, что с нами происходит, когда мы «запоминаем», «забываем» и «вспоминаем вновь», еще далеко, важные открытия последних лет указывают правильный путь.

Одна из главных проблем нейрофизиологии - невозможность проводить опыты на людях. Однако даже у примитивных животных базовые механизмы памяти схожи с нашими.

Павел Балабан

На сегодняшний день даже ответ на базовый вопрос — что собой представляет память во времени и пространстве — может состоять в основном из гипотез и предположений. Если говорить о пространстве, то до сих пор не очень понятно, как память организована и где конкретно в мозге расположена. Данные науки позволяют предположить, что элементы ее присутствуют везде, в каждой из областей нашего «серого вещества». Более того, одна и та же, казалось бы, информация может записываться в память в разных местах.

Например, установлено, что пространственная память (когда мы запоминаем некую впервые увиденную обстановку — комнату, улицу, пейзаж) связана с областью мозга под названием гиппокамп. Когда же мы попытаемся достать из памяти эту обстановку, скажем, десять лет спустя — то эта память уже будет извлечена из совсем другой области. Да, память может перемещаться внутри мозга, и лучше всего этот тезис иллюстрирует эксперимент, проведенный некогда с цыплятами. В жизни только что вылупившихся цыплят играет большую роль импринтинг — мгновенное обучение (а помещение в память — это и есть обучение). Например, цыпленок видит большой движущийся предмет и сразу «отпечатывает» в мозге: это мама-курица, надо следовать за ней. Но если через пять дней у цыпленка удалить часть мозга, ответственную за импринтинг, то выяснится, что… запомненный навык никуда не делся. Он переместился в другую область, и это доказывает, что для непосредственных результатов обучения есть одно хранилище, а для длительного его хранения — другое.

Запоминаем с удовольствием

Но еще более удивительно, что такой четкой последовательности перемещения памяти из оперативной в постоянную, как это происходит в компьютере, в мозге нет. Рабочая память, фиксирующая непосредственные ощущения, одновременно запускает и другие механизмы памяти — среднесрочную и долговременную. Но мозг — система энергоемкая и потому старающаяся оптимизировать расходование своих ресурсов, в том числе и на память. Поэтому природой создана многоступенчатая система. Рабочая память быстро формируется и столь же быстро разрушается — для этого есть специальный механизм. А вот по‑настоящему важные события записываются для долговременного хранения, важность же их подчеркивается эмоцией, отношением к информации. На уровне физиологии эмоция — это включение мощнейших биохимических модулирующих систем. Эти системы выбрасывают гормоны-медиаторы, которые изменяют биохимию памяти в нужную сторону. Среди них, например, разнообразные гормоны удовольствия, названия которых напоминают не столько о нейрофизиологии, сколько о криминальной хронике: это морфины, опиоиды, каннабиноиды — то есть вырабатываемые нашим организмом наркотические вещества. В частности, эндоканнабиноиды генерируются прямо в синапсах — контактах нервных клеток. Они воздействуют на эффективность этих контактов и, таким образом, «поощряют» запись той или иной информации в память. Другие вещества из числа гормонов-медиаторов способны, наоборот, подавить процесс перемещения данных из рабочей памяти в долговременную.

Механизмы эмоционального, то есть биохимического подкрепления памяти сейчас активно изучаются. Проблема лишь в том, что лабораторные исследования подобного рода можно вести только на животных, но много ли способна рассказать нам о своих эмоциях лабораторная крыса?

Если мы что-то сохранили в памяти, то порой приходит время эту информацию вспомнить, то есть извлечь из памяти. Но правильно ли это слово «извлечь»? Судя по всему, не очень. Похоже, что механизмы памяти не извлекают информацию, а заново генерируют ее. Информации нет в этих механизмах, как нет в «железе» радиоприемника голоса или музыки. Но с приемником все ясно — он обрабатывает и преобразует принимаемый на антенну электромагнитный сигнал. Что за «сигнал» обрабатывается при извлечении памяти, где и как хранятся эти данные, сказать пока весьма затруднительно. Однако уже сейчас известно, что при воспоминании память переписывается заново, модифицируется, или по крайней мере это происходит с некоторыми видами памяти.

Не электричество, но химия

В поисках ответа на вопрос, как можно модифицировать или даже стереть память, в последние годы были сделаны важные открытия, и появился целый ряд работ, посвященных «молекуле памяти».

На самом деле такую молекулу или по крайней мере некий материальный носитель мысли и памяти пытались выделить уже лет двести, но все без особого успеха. В конце концов нейрофизиологи пришли к выводу, что ничего специфического для памяти в мозге нет: есть 100 млрд нейронов, есть 10 квадрильонов связей между ними и где-то там, в этой космических масштабов сети единообразно закодированы и память, и мысли, и поведение. Предпринимались попытки заблокировать отдельные химические вещества в мозге, и это приводило к изменению в памяти, но также и к изменению всей работы организма. И лишь в 2006 году появились первые работы о биохимической системе, которая, похоже, очень специфична именно для памяти. Ее блокада не вызывала никаких изменений ни в поведении, ни в способности к обучению — только потерю части памяти. Например, памяти об обстановке, если блокатор был введен в гиппокамп. Или об эмоциональном шоке, если блокатор вводился в амигдалу. Обнаруженная биохимическая система представляет собой белок, фермент под названием протеинкиназа М-зета, который контролирует другие белки.

Одна из главных проблем нейрофизиологии — невозможность проводить опыты на людях. Однако даже у примитивных животных базовые механизмы памяти схожи с нашими.

Молекула работает в месте синаптического контакта — контакта между нейронами мозга. Тут надо сделать одно важное отступление и пояснить специфику этих самых контактов. Мозг часто уподобляют компьютеру, и потому многие думают, что связи между нейронами, которые и создают все то, что мы называем мышлением и памятью, имеют чисто электрическую природу. Но это не так. Язык синапсов — химия, здесь одни выделяемые молекулы, как ключ с замком, взаимодействуют с другими молекулами (рецепторами), и лишь потом начинаются электрические процессы. От того, сколько конкретных рецепторов будет доставлено по нервной клетке к месту контакта, зависит эффективность, большая пропускная способность синапса.

Белок с особыми свойствами

Протеинкиназа М-зета как раз контролирует доставку рецепторов по синапсу и таким образом увеличивает его эффективность. Когда эти молекулы включаются в работу одновременно в десятках тысяч синапсов, происходит перемаршрутизация сигналов, и общие свойства некой сети нейронов изменяются. Все это мало нам говорит о том, каким образом в этой перемаршрутизации закодированы изменения в памяти, но достоверно известно одно: если протеинкиназу М-зета заблокировать, память сотрется, ибо те химические связи, которые ее обеспечивают, работать не будут. У вновь открытой «молекулы» памяти есть ряд интереснейших особенностей.

Во-первых, она способна к самовоспроизводству. Если в результате обучения (то есть получения новой информации) в синапсе образовалась некая добавка в виде определенного количества протеинкиназы М-зета, то это количество может сохраняться там очень долгое время, несмотря на то что эта белковая молекула разлагается за три-четыре дня. Каким-то образом молекула мобилизует ресурсы клетки и обеспечивает синтез и доставку в место синаптического контакта новых молекул на замену выбывших.

Во-вторых, к интереснейшим особенностям протеинкиназы М-зета относится ее блокирование. Когда исследователям понадобилось получить вещество для экспериментов по блокированию «молекулы» памяти, они просто «прочитали» участок ее гена, в котором закодирован ее же собственный пептидный блокатор, и синтезировали его. Однако самой клеткой этот блокатор никогда не производится, и с какой целью эволюция оставила в геноме его код — неясно.

Третья важная особенность молекулы состоит в том, что и она сама, и ее блокатор имеют практически идентичный вид для всех живых существ с нервной системой. Это свидетельствует о том, что в лице протеинкиназы М-зета мы имеем дело с древнейшим адаптационным механизмом, на котором построена в том числе и человеческая память.

Конечно, протеинкиназа М-зета — не «молекула памяти» в том смысле, в котором ее надеялись найти ученые прошлого. Она не является материальным носителем запомненной информации, но, очевидно, выступает в качестве ключевого регулятора эффективности связей внутри мозга, инициирует возникновение новых конфигураций как результата обучения.

Внедриться в контакт

Сейчас эксперименты с блокатором протеинкиназы М-зета имеют в некотором смысле характер «стрельбы по площадям». Вещество вводится в определенные участки мозга подопытных животных с помощью очень тонкой иглы и выключает, таким образом, память сразу в больших функциональных блоках. Границы проникновения блокатора не всегда ясны, равно как и его концентрация в районе участка, выбранного в качестве цели. В итоге далеко не все эксперименты в этой области приносят однозначные результаты.

Подлинное понимание процессов, происходящих в памяти, может дать работа на уровне отдельных синапсов, но для этого необходима адресная доставка блокатора в контакт между нейронами. На сегодняшний день это невозможно, но, поскольку такая задача перед наукой стоит, рано или поздно инструменты для ее решения появятся. Особые надежды возлагаются на оптогенетику. Установлено, что клеткой, в которой методами генной инженерии встроена возможность синтеза светочувствительного белка, можно управлять с помощью лазерного луча. И если такие манипуляции на уровне живых организмов пока не производятся, нечто подобное уже делается на основе выращенных клеточных культур, и результаты весьма впечатляющи.