Механизмы и принципы работы памяти головного мозга человека / Хабр

Поводом написания данной статьи послужила публикация материала американских неврологов на тему измерения емкости памяти головного мозга человека, и представленная на GeekTimes днем ранее.

В подготовленном материале постараюсь объяснить механизмы, особенности, функциональность, структурные взаимодействия и особенности в работе памяти. Так же, почему нельзя проводить аналогии с компьютерами в работе мозга и вести исчисления в единицах измерения машинного языка. В статье используются материалы взятые из трудов людей, посвятившим жизнь не легкому труду в изучении цитоархитектоники и морфогенетике, подтвержденный на практике и имеющие результаты в доказательной медицине. В частности используются данные Савельева С.В. учёного, эволюциониста, палеоневролога, доктора биологических наук, профессора, заведующего лабораторией развития нервной системы Института морфологии человека РАН.

Прежде, чем преступить к рассмотрению вопроса и проблемы в целом, мы сформулируем базовые представления о мозге и сделаем ряд пояснений, позволяющих в полной мере оценить представленную точку зрения.

Первое что вы должны знать: мозг человека — самый изменчивый орган, он различается у мужчин и женщин, расовому признаку и этническим группам, изменчивость носит как количественный (масса мозга) так и качественный (организация борозд и извилин) характер, в различных вариациях эта разница оказывается более чем двукратной.

Второе: мозг самый энергозатратный орган в человеческом организме. При весе 1/50 от массы тела он потребляет 9% энергии всего организма в спокойном состоянии, например, когда вы лежите на диване и 25% энергии всего организма, когда вы активно начинаете думать, огромные затраты.

Третье: в силу большой энергозатраты мозг хитер и избирателен, любой энергозависимый процесс невыгоден организму, это значит, что без крайней биологической необходимости такой процесс поддерживаться не будет и мозг любыми способами старается экономить ресурсы организма.

Вот, пожалуй, три основных момента из далеко не полного списка особенностей мозга, которые понадобится при анализе механизмов и процессов памяти человека.

Что же такое память? Память – это функция нервных клеток. У памяти нет отдельной, пассивной эноргонезатратной локализации, что является излюбленной темой физиологов и психологов, сторонников идеи нематериальных форм памяти, что опровергается печальным опытом клинической смерти, когда мозг перестает получать необходимое кровоснабжение и примерно через 6 минут после клинической смерти начинаются необратимые процессы и безвозвратно исчезают воспоминания. Если бы у памяти был энерго

независимый источник она могла бы восстановиться, но этого не происходит, что означает динамичность памяти и постоянные энергозатраты на ее поддержание.

Важно знать, что нейроны, определяющие память человека, находятся преимущественно в неокортоксе. Неокортекс содержит порядка 11млрд. нейронов и в разы больше глии. (Глия – тип клеток нервной системы. Глия является средой для нейронов глиальные клетки служат опорным и защитным аппаратом для нейронов. Метаболизм глиальных клеток тесно связан с метаболизмом нейронов, которые они окружают.

Неокортекс:

Глии, связи нейронов:

Хорошо известно, что в памяти информация хранится разное время, существуют такие понятия как долговременная и кратковременная память. События и явления быстро забываются, если не обновляются и не повторяются, что очередное подтверждение динамичности памяти. Информация определенным образом удерживается, но в отсутствии востребованности исчезает.

Как говорилось ранее, память – энергозависимый процесс. Нет энергии – нет памяти. Следствием энергозависимости памяти является нестабильность ее содержательной части. Воспоминания о прошедших событиях фальсифицируются во времени вплоть до полной неадекватности. Счета времени у памяти нет, но его заменяет скорость забывания. Память о любом событии уменьшается обратно пропорционально времени. Через час забывается ½ от всего попавшего в память, через сутки – 2/3, через месяц – 4/5.

Рассмотрим принципы работы памяти, исходя из биологической целесообразности результатов ее работы. Физические компоненты памяти состоят из нервных путей, объединяющих одну или несколько клеток. В них входят зоны градуального и активного проведения сигналов, различные системы синапсов и тел нейронов. Представим себе событие или явление. Человек столкнулся с новой, но достаточно важной ситуацией. Через определенные сенсорные связи и органы чувств человек получил различную информацию, анализ события завершился принятием решения. При этом человек доволен результатом. В нервной системе осталось остаточное возбуждение – движение сигналов по сетям, которые использовались при решении проблемы. Это так называемые «старые цепи» существовавшие до ситуации с необходимостью запоминать информацию. Поддержания циркуляции разных информационных сигналов в рамках одной структурной цепи крайне энергозатратно. Потому сохранение в пямяти новой информации обычно затруднительно. Во время повторов или схожих ситуациях могут образоваться новые синаптические связи между клетками и тогда полученная информация запомнится на долго. Таким образом, запоминание – это сохранение остаточной активности нейронов участка мозга.

Память мозга – вынужденная компенсаторная реакция нервной системы. Любая информация переходит во временное хранение. Поддержка стабильности кратковременной памяти и восприятия сигналов от внешнего энергетически крайне затратна, к тем же клеткам приходят новые возбуждающие сигналы и, накапливаются ошибки передачи и происходит перерасход энергетических ресурсов. Однако ситуация не так плоха, как выглядит. Нервная система обладает долговременной памятью. Зачастую она так трансформирует реальность, что делает исходные объекты неузнаваемыми. Степень модификации хранимого в памяти объекта зависит от времени хранения. Память сохраняет воспоминания, но изменяет их так, как хочется обладателю. В основе долговременной памяти лежат простые и случайные процессы. Дело в том, что нейроны всю жизнь формируют и разрушают свои связи. Синапсы постоянно образуются и исчезают. Довольно приблизительные данные говорят о том, что этот процесс спонтанного образования одного нейронного синапса может происходить у млекопитающих примерно 3-4 раза в 2-5 дней. Несколько реже происходит ветвление коллатералей, содержащих сотни различных синапсов. Новая полисинаптическая коллатераль формируется за 40-45 дней. Поскольку эти процессы происходят в каждом нейроне, вполне можно оценить ежедневную емкость долговременной памяти для любого из животных. Можно ожидать, что в коре мозга человека ежедневно будет образовываться около 800 млн. новых связей между клетками и примерно столько же будет разрушено. Долговременным запоминанием является включение в новообразованную сеть участков с совершенно не использованными, новообразованными контактами между клетками. Чем больше новых синаптических контактов участвует в сети первичной (кратковременной) памяти, тем больше у этой сети шансов сохраниться надолго.

Запоминание и забывание информации. Кратковременная память образуется на основании уже имеющихся связей. Её появление обозначено оранжевыми стрелками на фрагменте б. По одним и тем же путям циркулируют сигналы, содержащие как старую (фиолетовые стрелки), так и новую (оранжевые стрелки) информацию. Это приводит к крайне затратному и кратковременному хранению новой информации на базе старых связей. Если она не важна, то энергетические затраты на её поддержание снижаются и происходит забывание. При хранении «кратковременной», но ставшей нужной информации образуются новые физические связи между клетками по фрагментам а-б-в. Это приводит к долговременному запоминанию на основании использования вновь возникших связей (жёлтые стрелки). Если информация долго остаётся невостребованной, то она вытесняется другой информацией. При этом связи могут прерываться и происходит забывание по фрагментам в-б-а или в-a (голубые стрелки).»

Из выше сказанного ясно, что мозг динамическая структура, постоянно перестраивается и имеет определенные физиологические пределы, так же мозг чрезмерно энергозатратный орган. Мозг не физиологичен, а морфогенетичен, потому его активности некорректно и неправильно измерять в системах, используемых и применимых в информационных технологиях. Из за индивидуальной изменчивости мозга не представляется возможным делать какие либо выводы обобщающие различные функциональные показатели мозга человека. Математические методы так же не применимы в расчете структурного взаимодействия в работе мозга человека, из за постоянного изменения, взаимодействия и перестраивания нервных клеток и связей между ними, что в свою очередь доводит до абсурда работу американских ученых в исследовании емкости памяти головного мозга человека.

7 принципов работы памяти, которые важно знать, чтобы улучшить навык запоминания. Объясняет нейрофизиолог

Ученые, исследующие память, часто отмечают: они изучают не память, а синаптическую пластичность мозга. Связи между отдельными нервными клетками не постоянны. Они могут меняться. «Сегодня мы считаем, что эти связи и являются материальным носителем памяти, — говорит нейрофизиолог Алексей Болдырев. — Мы почти полностью уверены: в основе формирования и хранения памяти лежат синаптические механизмы».

С нашим мозгом постоянно происходит что-то новое. Пластичность — это его способность быть не таким, каким он был раньше. По мере того, как по нервным окончаниям идут сигналы, они становятся более мощными или слабыми. Нейронные связи меняются и анатомически, и функционально — синапсы появляются и исчезают, пропускают сигналы лучше или хуже. Основным механизмом тренировки памяти Болдырев называет разнообразную и повторяющуюся деятельность. Быть человеком — это учиться всю жизнь, подчеркивает нейрофизиолог.

Вместе с Алексеем Болдыревым Forbes рассказывает, что известно науке о работе памяти, и как мы можем использовать эти знания, чтобы улучшить способность к запоминанию.

1. Консолидация памяти — одна из основных функций сна. Взаимосвязь прямая: чем лучше мы спим, тем эффективнее работает память. Во время сна стирается значительное количество новых синаптических связей, которые образовались в течение дня. Происходит формирование памяти, во время которого ненужные воспоминания стираются, а важные — остаются. Сон важен для работы памяти в целом и если вам надо запомнить что-то конкретное. В последнем случае полезно будет мысленно повторить это перед тем, как заснуть.

2. Наш мозг запоминает вещи, на которые мы обращаем внимание. Именно поэтому, если вы хотите что-то запомнить, важно осознанно сконцентрироваться на этом. Вещи, с которыми связаны сильные эмоции — неважно, хорошие или плохие — мы также помним ярко.

Этому есть простое эволюционное объяснение. Гиппокамп — зона мозга, ассоциируемая с образованием кратковременной памяти и переходом ее в долговременную — находится в рамках лимбической системы. Элементами этой системы формируются наши эмоции. «Возможно, в силу анатомических особенностей, связи и происхождение этих структур работают в унисон. И нам легче запоминать то, что связано с мощными эмоциями», — отмечает Болдырев.

3. В некотором смысле память похожа на мышцы: она постоянно должна тренироваться, чтобы хорошо функционировать. Принцип работы абсолютно тот же. Только в первом случае синапсы образуются между 2 нервными клетками, а во втором — между нервной и мышечной клетками. Чем больше мы запоминаем, тем лучше будет работать память. Болдырев отмечает: тренировки и обучение мозга должны происходить в разных плоскостях. «Лучшее из того, что рекомендуют сегодня специалисты — это многообразие типов активности, — говорит нейрофизиолог. — Оно помогает усиливать различные свойства мозга».

4. Работа памяти зависит от эффективности работы мозга в целом. Для того, чтобы поддерживать функцию этого органа, полезно заниматься спортом. Тренировка обеспечивает лучшее снабжение всех тканей и органов тела кислородом — учитывая мозг. Современный стиль жизни с постоянным сидением и нездоровой диетой формирует хронические воспаления, атеросклеротические бляшки в сосудах и тому подобное. «Это все влияет на функцию мозга. Спорт корректирует эти состояния, поэтому в этом смысле движение — действительно, жизнь», — говорит Болдырев.

5. Память настроена на запоминание образов, а не просто цифр или букв. «Здесь можно обратиться к эволюции и предположить, что наши предки просто не встречались с цифрами и таким типом информации», — объясняет Болдырев. Соответственно, нам лучше запоминать что-то параллельно с чем-то другим — формировать ассоциации. На этом принципе часто строятся популярные мнемонические техники. Ассоциации формируются в коре головного мозга. Эта часть выполняет важные функции, которые отвечают за то, что мы связываем одно явление с другим. Поэтому когда необходимо запомнить номер машины, адрес, чье-то имя или день рождения — сформируйте знакомую ассоциацию и создайте полноценный образ.

6. Способность к запоминанию зависит от способности фокусировать внимание. Человеческое внимание неделимо: мы не можем делать разные вещи одновременно. Постоянное взаимодействие с гаджетами негативно влияет на нашу концентрацию. А если мы часто рассеиваем внимание, не останется возможности для запоминания. Мы получаем сообщение, звонок, оповещения, обращаем внимание на каждое из этих событий — нет времени сконцентрироваться на том, что надо запомнить. В результате мы не обращаем внимание на то, что хотели запомнить и выделить для мозга как важное.

7. Геймификация помогает развивать когнитивные навыки. Некоторые исследования показывают, что для пожилых людей и людей с нейродегенеративными заболеваниями игры полезны в развитии и поддержке функций мозга, отмечает Болдырев. Это актуально и для детей: есть научные работы, которые показывают, что игры очень тренируют внимание и способность к концентрации. Впрочем, за играми не стоит проводить все время. «Все хорошо в балансе, — говорит Болдырев. — Для развития и работы памяти полезно многообразие типов деятельности».

Материалы по теме

Как улучшить память и внимание: советы тренера

Центр «Моя карьера» совместно с психологами Московской службы психологической помощи населению подготовил практические рекомендации по улучшению памяти и внимания. Представляем первую часть — советы по активации памяти.

Память и внимание — две стороны одной медали. Обе функции — запоминание и концентрация внимания — регулируются одними и теми же процессами мозга. Другими словами, мы лучше запоминаем то, на чем нам удается хорошо сконцентрироваться. Поэтому и развивать способности к концентрации и к запоминанию необходимо в связке.

Память — процесс запечатления, сохранения и последующего воспроизведения информации. Последний аспект — способность извлечь информацию из «архива» в нужный момент, чтобы использовать ее, можно считать ключевым.

Образно процесс запоминания можно сравнить с помещением ценных предметов в сейф. Мы открываем дверцу сейфа, кладем туда предмет, закрываем дверцу. Но когда нам понадобится предмет, мы должны быть способны открыть дверцу и найти его в сейфе.

Запоминание может быть произвольным и непроизвольным. Непроизвольное запоминание — то, которое не требует от нас каких-либо осознанных усилий. Так обычно запоминается информация, которая является эмоционально-окрашенной для нас, вызывает ассоциации: что-то приятное или интересное, а может, попавшее в фокус нашего внимания, когда мы находились в подходящем эмоциональном состоянии. Или это могут быть важные для нас сведения, связанные с нашим прошлым, стоящими перед нами сейчас жизненными задачами либо с будущими проектами. В любом случае самое важное здесь — наша эмоциональная вовлеченность.

Произвольное запоминание, напротив, требует от нас осознанных усилий. Перед нами стоит задача — запомнить материал, например, для подготовки к экзамену. Сама информация может быть нам совсем не интересна, но усвоить ее нужно. Тут и возникают сложности. Как же активировать память в такой момент?

Вот проверенные рекомендации, применение которых позволяет снизить порог «сопротивляемости» запоминанию новой информации.

1. Придать информации эмоциональную окраску
Чем ярче, интереснее информация для вас, тем проще ее запомнить. Поэтому нужно сделать ее привлекательной для вашего мозга. Для этого найдите в материале какой-то действительно интересный аспект.

2. Привязать информацию к собственному жизненному опыту
Здесь можно идти двумя путями. Первый — сделать привязку к прошлому, то есть найти базу для новой информации в прошлом опыте. Второй — осознать, что информация действительно важна и полезна для ваших актуальных или будущих задач.

Как запомнить информацию надолго?

Второй важный момент связан с необходимостью запомнить информацию надолго. Механическое запоминание, как правило, не дает долгосрочного эффекта.

Эксперименты, которые проводили ученые ещё в XIX веке, показали, что малоинтересная неосмысленная информация, которую удалось запомнить лишь механически, удерживается в нашей памяти на очень короткий срок.

Люди, которые пытались «зазубрить» ряд бессмысленных слогов, забыли около 60% заученной информации уже в течение первого часа. По прошествии первых суток они сумели воспроизвести лишь 20% материала.

Показатели были несколько лучше в случаях, когда пытались запомнить тезисы лекций. Студентам удалось воспроизвести после первого часа 70% материала, но тем не менее значительная его часть была забыта за сутки.

Проведя серию экспериментов, ученые создали алгоритм устойчивого запоминания сложной информации. Чтобы запомнить надолго, нужно перевести материал из краткосрочной в долгосрочную память. Для этого необходимо повторить его несколько раз: через час, спустя первые сутки после запоминания, через 3-4 дня и через неделю. В дальнейшем — периодически повторять.

Практическая тренировка памяти

1. Задействование всех видов памяти

У разных людей по-разному развиты виды памяти: зрительная, слуховая, двигательная. С одной стороны, нужно знать и использовать свои сильные стороны. Например, если у вас хорошо развита двигательная память, при заучивании слов иностранного языка рекомендуется их прописывать.

Но не следует зацикливаться только на том виде памяти, который наиболее развит или привычен для вас. Психологи рекомендуют подключать все виды запоминания. Так, чтение текста вслух задействует не только зрительную, но и слухо-речевую память.

2. Нейроника: делаем привычное по-новому

Мозг лучше запоминает информацию, если его периодически выводить из «зоны комфорта»: заставлять использовать в обычных ситуациях те органы чувств, которые ранее не применялись, отходить от привычных моделей поведения.

Можно выбрать новую дорогу на работу, пользоваться столовыми приборами левой рукой (и наоборот, если вы левша), попытаться утром одеться не включая свет. Такие тренировки позволят мозгу стать более гибким, создадут в нем новые связи, и, как следствие, улучшат память.

3. Образные ассоциации
Существует мнемотехника, которая «придает смысл» разрозненной информации, части которой никак не связаны между собой. Чтобы запомнить фразу из нескольких слов, которые не имеют смысловой связи, нужно для каждого слова придумать образ и в своем воображении связать уже эти образы между собой.

4. Использование принципов нейропластичности

Ученые XX века опровергли расхожее мнение о том, что нервные клетки, утраченные с возрастом, не восстанавливаются. Они доказали, что новые связи между нейронами головного мозга возникают на протяжении всей жизни человека, а значит, он сохраняет способность к запоминанию информации.

Причина, по которой память ухудшается с возрастом, — не в утрате нервных клеток, а в том, что истощаются части клеток, проводящие импульсы между ними. Это происходит из-за выбора человеком проторенных троп: он не занимается новыми видами деятельности, постоянно находится в привычной колее.

Именно поэтому так важно увлекаться новыми хобби, учить иностранные языки, путешествовать — всем, что заставит мозг выйти из «режима сна» и включиться в активную деятельность. Особенное внимание следует уделять таким тренировкам во второй половине жизни.

5. Счет в уме и списки продуктов

О важности произведения простых математических вычислений в уме говорит японский ученый Рюта Кавашима. Эксперименты с применением МРТ доказали, что во время счета в уме у людей активируются лобные доли головного мозга — та часть, которая ответственна и за память.

Желательно регулярно проводить несложные подсчеты в уме: сложение, вычитание, умножение. Причем не обязательно выделять много времени или придумывать специальные задания. Можно, например, складывать цифры в номерах автомобилей, которые вы видите по дороге домой. Главное тут — регулярность. Другим хорошим упражнением может стать поход за покупками. Многие из нас пишут памятки — списки продуктов, которые необходимо купить в магазине. Секрет состоит в том, чтобы не заглядывать в этот список до момента, когда вы соберетесь оплачивать покупки, и только тогда свериться с ним.

Еще один важный момент — режим сна и отдыха, отсутствие информационных перегрузок. В состоянии стресса и под давлением разнонаправленных потоков информации наш мозг отказывается хорошо работать, в том числе запоминать что бы то ни было.

Венгерская переводчица и полиглот Като Ломб в возрасте 86 лет как-то сказала своему 54-летнему другу: «Ты еще так молод и столько еще языков можно выучить!». Главный секрет сохранения хорошей памяти — отказаться следовать стереотипам о неизбежности ее потери с возрастом и продолжать предпринимать регулярные и осознанные усилия для ее укрепления. Даже если вы замечаете, что усвоение новой информации дается труднее, — не бросайте начатое. Воспринимайте свои действия именно как необходимую вашему мозгу тренировку, которую нельзя пропускать.

Тренинги центра «Моя карьера», которые помогут поддерживать «в тонусе» вашу память:

12 ноября, 17.00 — 18.30: Лабиринты памяти (совместно с МСППН)

Зарегистрироваться

19 ноября, 17.00 — 18.30: Техники гармонизации внутреннего состояния (в партнерстве с МСППН)

Зарегистрироваться

21 ноября, 14.00 — 17.00: Тренировка памяти

Зарегистрироваться

Участие бесплатное.

Справки по телефону: +7 (495) 633 6383

Адрес проведения: центр «Моя карьера», ул. Сергия Радонежского, д. 1, стр. 1.

Ознакомиться с полной программой тренингов вы можете на сайте www.моякарьера.москва

Пресс-служба Департамента труда и социальной защиты населения города Москвы

Объем человеческой памяти равен одному квадриллиону байт

Человеческая память может вместить 1 млн Гб информации, а слишком хорошая способность к запоминанию может представлять проблему для представителей творческих профессий, выяснили ученые. Отдел науки «Газеты.Ru» рассказывает о том, как ученые измерили объем памяти, и поясняет, почему хорошее настроение способствует забывчивости.

Человеческий мозг состоит приблизительно из 100 млрд нейронов, каждый из которых вступает в тысячи связей с другими. В конечном в головном мозге формируются около 100 трлн связей. Передача информации осуществляется за счет синапса — точки специализированного контакта нейронов. Когда два взаимодействующих участка нейронов одновременно активизируются, синапс становится более прочным. Выступающее образование на дендритах (ветвящийся отросток нейрона, необходимый для получения информации) — дендритный шипик — также увеличивается в размерах. Шипик обеспечивает контакт с другими клетками, а увеличивается для восприятия большего количества поступающих сигналов.

Шипики разного размера раньше сравнивались учеными с битами компьютерного кода, только вместо цифр 1 и 0 исследователи пользовались описательными характеристиками их размера.

Впрочем, о количестве всех возможным размеров шипика специалисты также не имели представления, ограничиваясь бытовыми понятиями «маленький», «средний», «большой».

Любопытное наблюдение заставило исследовательскую группу из Института биологических исследований Дж. Солка (Калифорния) пересмотреть существующие измерения. С полным описанием эксперимента и с текстом научной статьи можно ознакомиться в журнале eLife.

Изучая гиппокамп крысы (гиппокамп — это участок коры головного мозга, отвечающий за запоминание зрительных образов), ученые заметили, что один аксон (отросток нейрона, выступающий в роли кабеля-передатчика) может вступать в связь с двумя дендритными шипиками — принимающими информацию «антеннами». Исследователи предположили, что шипики будут принимать одинаковую информацию, так как она исходит от одного и того же аксона, а значит, они должны быть сходны по размеру и прочности. При различных характеристиках шипика информация, переданная от одного аксона, будет изменена.

Исследователи решили измерить объекты, формирующие синаптические связи. В результате оказалось, что шипики, воспринимающие информацию от одного аксона, различаются в размерах примерно на 8%. Всего ученые зафиксировали 26 вариантов величины шипика.

На основе этих данных исследователи заявили, что человеческая память может хранить информацию объемом около одного квадриллиона байт.

Квадриллион (1 000 000 000 000 000) байт без малого соответствует одному миллиону гигабайт. Для сравнения: средняя оперативная память компьютера составляет всего 8 Гб. В то же время каждому из нас прекрасно известно, что использовать память на 100% мы не можем: люди регулярно забывают о датах дней рождения своих друзей, школьники часами пытаются выучить наизусть стихотворение или запомнить параграф из учебника по истории.

При этом именно такая ситуация рассматривается как абсолютно нормальная, а вот людей с выдающейся памятью мы склонны характеризовать словом «феномен». Так, американец Ким Пик, ставший прототипом Рэймонда Бэббита из фильма «Человек дождя», обладал уникальной памятью:

ему удавалось хранить до 98% всей полученной информации.

Среди друзей Пик имел прозвище Kim-puter. В 2005 году в журнале Scientific American была опубликована статья, посвященная Киму Пику. Ученые предполагают, что феномен был вызван отсутствием мозолистого тела, соединяющего полушария мозга: нестандартные соединения нейронов в этом участке спровоцировали повышенные возможности использования памяти.

Если сейчас известно, насколько велики возможности нашей памяти, почему важные понятия и события продолжают из нее ускользать? На этот вопрос пытается ответить Пауль Ребер, исследователь проблем механизмов памяти в Северо-Западном университете (Эванстон, штат Иллинойс, США). Ученый не принимал участия в экспериментах исследовательской группы Института Солка.

«Емкость памяти не является проблемой — любой анализ количества нейронов приведет к осознанию огромного потенциала человеческого мозга. Но это неважно, поэтому наше восприятие мира проходит быстрее, чем фиксация образа в памяти», — комментирует ученый.

По мнению Ребера, окончательно практически невозможно подсчитать количество информации, способной храниться в человеческом мозге. Проблема заключается в том, что информации в разы больше, чем мы можем себе представить. В памяти каждый человек хранит не только факты, лица и важные навыки, но и основные функции, такие как говорение и движение, чувственное восприятие и выражение эмоций. Ученый уверен, что сейчас еще достаточно сложно перейти от вычисления силы синапсических связей до комплексного описания всех сложнейших мелких процессов между нейронами.

Тем не менее Робер высоко оценил работу своих коллег из Института Солка: «Данные экспериментов значительно увеличивают наши знания не только об объемах памяти, но, что более важно, они еще раз подтверждают, насколько сложно устроены механизмы человеческой памяти».

Полученные результаты уже можно использовать при создании энергосберегающих компьютеров, способных имитировать стратегии работы человеческого мозга при передаче данных. Результаты проведенного эксперимента помогут и в клинических исследованиях заболеваний головного мозга, вызванных нарушением нормального синапса.

Вообще, исследованиями памяти ученые занимаются довольно давно, и иногда такие исследования дают весьма интересные результаты. Например, в 2011 году Элизабет Мартин из Миссурийского университета (Колумбия) смогла установить, что пребывание в хорошем настроении прямо влияет на нашу забывчивость. Полное описание эксперимента приводится в журнале Cognition and Emotion. Участники исследования были поделены на две группы: одни смотрели комедийное шоу, другие — инструкцию по установке настила.

Результаты теста на запоминание комбинации цифр после просмотров видео показали, что с ним хуже справились те, кто смотрел развлекательную передачу.

Мартин уверена, что именно хорошее настроение заставляет нас забыть о важном звонке после веселой вечеринки.

Коллеги Элизабет Мартин, психологи из Иллинойского университета, полагают, что способность запоминать большой объем информации не так уж и полезна, особенно если вы занимаетесь творческой деятельностью. Ученые считают, что высокая способность к запоминанию развивает математическое мышление и снижает творческий потенциал. Исследование было опубликовано на сайте Ассоциации психологических исследований.

Что такое память? | Билобил

Под памятью, как правило, понимается способность помнить события прошлого, хотя память охватывает намного больше функций, чем только это. Эксперты считают, что мозг хранит все события жизни человека, даже если нам кажется, что мы не можем вспомнить что-то в данный момент.

Память является сложной системой, основанной на многочисленных процессах в мозге. Это способность запоминать и сохранять информацию, а также воспроизводить ее в случае необходимости. Поэтому можно сказать, что память является важной частью нашей жизни. Если бы мы потеряли память, нам пришлось бы учить все заново с нуля. Для того чтобы сохранить Вашу память в суперформе, Вы должны заботиться о ней.

Вы знаете?

• Память быстро развивается в течение первых пяти лет жизни, в основном во время сна. Когда мы становимся старше, нам нужно больше времени, чтобы научиться различным вещам, таким как игра на пианино, чтение стихотворения, игра в теннис, катание на лыжах и т.д.
• Когда мы становимся старше, память начинает медленно ухудшаться, что является нормальным для процесса старения.
• Наиболее частой формой деменции является болезнь Альцгеймера, которая вызывает около 50% всех случаев деменции.
• Наиболее распространенной причиной деменции у молодых людей является СПИД.
• Исследования показали, что изменения в головном мозге начинаются за пять-десять лет до того, как появятся первые признаки деменции. Люди обычно первый раз обращаются к врачу через12 лет после начала изменений в клетках и тканях мозга.

Какие типы память есть у нас?

По продолжительности запоминания и количеству информации различают три типа памяти:

• Сенсорная память является прямой, мгновенной памятью, которая хранит ощущения. Она длится в течение нескольких долей секунды и сохраняет все раздражители, зарегистрированные нашими органами чувств.
• Кратковременная памятьдлится до 30 секунд. Она может хранить ограниченное количество информации. За несколько секунд человек может запомнить номер из телефонной книги, но как только наберет его, сразу забывает.
• Долгосрочная память может хранить большой объем информации на постоянной основе. Даже через двадцать лет человек может помнить свой выпускной вечер или первую работу.

Как оценить память?

Пациенты с расстройствами памяти и их родственники обычно в первую очередь обращаются к терапевту. В ходе беседы врач оценивает интеллектуальные способности, возможности запоминания, объем словарного запаса и речевые способности пациента. Врач использует различные нейропсихологические скрининговые тесты для того, чтобы объективно оценить степень нарушения памяти и познавательных способностей человека. Наиболее часто используемым тестом является краткое исследование психического состояния (Mini Mental State Examination, MMSE) и тест рисования часов (the Clock Drawing Test, CDT)..

MMSEпредлагает 30 вопросов. В некоторых странах этот тест считается золотым стандартом и обязательно проводиться для подтверждения подозрений о деменции с определением степени деменции, также тест используется для контроля изменений когнитивных способностей у пациентов с деменцией.

В тесте CDT пациент рисует часы со стрелками, указывающими точное время. Хотя тест является простым, он задействует несколько психических и связанных с памятью областей мозга. Тест дает оценку восприятия на слух, планирования возможностей, зрительной памяти, с возможностью их трансформации в образ, визуальной перспективы, двигательных способностей, вычислительных возможностей, абстрактного мышления, поддержания внимания и исполнения различных этапов задачи пациентом (например, планирование, контроль и реализация).

Эти тесты дополняют один другой. Если пациенты не достигают пограничной оценки в тесте, это не свидетельствует автоматически о деменции, хотя неудовлетворительный результат действительно указывает на возможность наличия у пациента нарушений памяти и расстройств, связанных с другими когнитивными функциями.

Как мы видим, память является сложной системой, основанной на многочисленных процессах в мозге. Для того чтобы она хорошо функционировала в течение длительного времени, Вы должны что-то для нее сделать и защитить ее. Для улучшения памяти, возможно, Вы захотите принимать Билобил- натуральный растительный препарат, содержащий экстракт гинкго билоба.

Куда переезжает память?. Найти память и обозначить ее на карте мозга стремится далеко не первое поколение физиологов. Но до сих пор такие попытки оставались тщетными

В мае произошло большое потрясение в дружном сообществе нейробиологов аплизии, симпатичной морской улитки, любимой учеными в качестве модельного объекта исследований памяти и обучения. Лаборатория Дэвида Гланзмана в Университете Калифорнии в Лос-Анджелесе опубликовала статью, в которой утверждаются две вещи, для специалиста совершенно сногсшибательные. Во-первых, память у аплизий, гласит статья Бедекаррат и коллег, содержится в рибонуклеиновой кислоте, или РНК. Во-вторых, если эту РНК выделить из одного животного и привить другому животному, то память таким образом можно пересадить.

Идею пересадки памяти ученые любят почти так же, как фантасты. Но если, например, создателей сериала «Черное зеркало» интересуют практические и этические аспекты возможности поделиться воспоминанием, то с точки зрения нейробиологии пересадка памяти заманчива сама по себе, как научный результат. Если память можно пересадить — значит, она физически содержится в том, что пересажено. А это уже открытие мирового масштаба. Но что вообще означает, что память где-то физически содержится?

Многие скажут, что память «расположена» в гиппокампе, специальном отделе мозга, без которого воспоминания о событиях не формируются. Но гиппокамп требуется лишь для особой формы запоминания, характерной для человека и родственных нам животных, — эпизодической, или автобиографической, памяти. Даже та, впрочем, со временем теряет зависимость от гиппокампа и будто бы «переезжает» в другой отдел, кору. Многие вещи, например навыки, наш мозг запоминает и без использования гиппокампа, а у других животных может вообще не быть отделов мозга, как-то связанных с нашими.

Найти память в анатомическом атласе, обозначить ее на карте мозга стремится далеко не первое поколение физиологов. Но до сих пор любые такие попытки оставались тщетными: память как явление упорно не хочет ограничивать себя единым адресом в нервной системе. Выходит, Гланзману с коллегами все-таки удалось сделать то, что другим столько лет не удавалось?

Улитки наивные и испуганные

Поскольку проводить биохимические опыты над человеком нехорошо, большинство нейробиологов используют для этих целей мышей, иногда — мух или червей, а иногда, как в случае лаборатории Гланзмана, — морских улиток. У всех этих животных есть свои преимущества. Что касается аплизии, ее главное достоинство — удивительная простота нервной системы, дающая прямой доступ к изучению нервных клеток на молекулярном уровне. Условно говоря, если задача — понять, как работает транзистор, то эффективнее изучать простенький радиоприемник, чем под микроскопом копаться в восьмиядерном процессоре.

Сам эксперимент Бедекаррат, Гланзмана и их коллег крайне простой. У аплизий есть защитные рефлексы: если улитку легонько ткнуть, она втягивает важные части тела, например сифон, специальную дыхательную трубку на спине. Такие рефлексы можно тренировать: если ударить животное током, то сила защитного втягивания временно увеличится, но рано или поздно вернется к норме. То есть у животного от электрического шока формируется краткосрочная память об опасности, которая проявляется в сильном втягивании сифона при малейшем раздражении. Если током бить несколько раз, то получится более долгосрочное усиление. Иными словами, чем больше улитку тренировать, тем лучше она помнит — совсем как в случае с привычной, человеческой памятью.

Так вот, Бедекаррат с Гланзманом берут улитку и усердно бьют ее током, так, чтобы запомнилось на два дня. Через два дня проверяют — сифон действительно втягивается резво, то есть улитка все еще напугана. Животное усыпляют и из его нервной системы выделяют РНК, очищают и вводят другой аплизии, которая ничего не подозревает (для таких случаев есть приятный термин — «наивное животное»). День спустя этих новых аплизий тестируют — и здесь выясняется, что сифон у них втягивается почти так же сильно, как у тех несчастных улиток, которых, собственно, пугали электрошоком.

Получается, учили одних, а помнят другие, наивные.

Иллюстрация: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Генетическая память?

Здесь требуется пояснить, что вообще такое РНК и почему вообще возникла идея ее откуда-то выделять и куда-то вкалывать.

Рибонуклеиновая кислота — родственница более фотогеничной дезоксирибонуклеиновой кислоты, чья двойная спираль, как известно, содержит в себе генетическую информацию. Раньше и считалось, что РНК в клетке на вторых ролях. Небольшие цепи РНК представляют собой копии отдельных участков огромной, непрерывной цепи ДНК. Это как бы выписки из генетического архива, необходимые для исполнения заложенных в нем указаний. Гены, то есть собственно информационный контент ДНК, — это прежде всего инструкции для производства разнообразных белков, главных клеточных машин, выполняющих почти все жизненно важные функции организма. Изначально биологи считали, что РНК просто доносит информацию от архива-ДНК до точки производства белков.

Но со временем статус РНК заметно поднялся. Во-первых, укрепилось мнение, что с РНК началась жизнь на Земле. Эта молекула, скорее всего, умела воспроизводить саму себя еще до появления ДНК, белков и клеток. Во-вторых, выяснилось, что многие РНК не кодируют белок, а имеют собственные функции, с белками не связанные. В-третьих, оказалось, что даже из белок-кодирующих РНК большинство проводит время, не производя белок, а болтаясь по клетке в качестве резерва, который можно в любой момент быстро мобилизировать, чтобы произвести враз гору какой-нибудь конкретной белковой молекулы.

Эти-то резервные РНК и интересуют Гланзмана и его группу. ДНК на клетку одна, а РНК можно производить больше или меньше. Изменяя количество РНК, можно временно «усилить» те или иные гены в тот или иной момент времени. Что если в этом временном усилении генов и состоит запоминание? Что если память содержится в распределении резервов РНК, произведенных в результате обучения?

Такая идея в принципе вписывается в нейробиологический цайтгайст. В частности, несколько месяцев назад прогремело открытие РНК-обмена между нервными клетками. Если вкратце, два независимых исследования показали, что в ходе обучения нервные клетки изготавливают вирусоподобные частицы, набитые РНК, и «заражают» ей соседние клетки. То есть нейроны теоретически могут не только запоминать информацию путем накопления РНК, но и распространять эту информацию путем РНК-обмена. По сути дела, Гланзман и коллеги решили выяснить, возможен ли такой обмен между разными животными. Введя наивной улитке РНК из напуганной улитки и получив в результате усиление втягивающего рефлекса, они заключили, что обмен возможен.

Аплизия в руках экспериментатора. Фото: Николай Кукушкин / Chrdk.

Заглянуть в чужой мозг

Как и лаборатория авторов работы, моя лаборатория под руководством Тома Карю в Нью-Йоркском университете работает с аплизиями и интересуется фундаментальными вопросами о природе памяти. С Дэвидом Гланзманом и его группой мы неплохо знакомы. По личному общению я знаю, что в целом наши взгляды на память сходны, хотя некоторые идеи наших калифорнийских коллег мы считаем чересчур рискованными.

С моей точки зрения, для обоснования своего открытия авторам исследования нужно ответить на две категории вопросов: технические и философские.

Технические вопросы сводятся к тому, что же стряслось с наивной улиткой. Гланзман со товарищи никак не подтвердили, что извлекают из испуганной улитки именно РНК, что РНК физически достигает в наивной улитке нервной системы и что эта РНК вызывает внутри ее клеток какие-то изменения. По сути, вся теория с РНК в качестве носителя памяти зиждется на методе ее очистки, а метод в исследовании используется самый простой, можно сказать дедовский. Поскольку с точки зрения биологических канонов весь процесс звучит довольно революционно, требуются, пожалуй, более весомые аргументы в пользу такого переворота.

Философские вопросы сводятся к тому, что такое память и что значит ее «пересаживание».

Раньше считалось, что память непременно должна где-то «лежать», а стало быть, если ее найти, то ее можно взять и переложить. И действительно, один за другим находились ответы на вопрос, где она, эта память. Память содержится в гиппокампе. Память содержится в коре. Память содержится в силе синапсов — соединений между нейронами. Память содержится в стабильно активированных ферментах, удерживающих клетку в возбужденном состоянии. Память содержится в эпигенетических программах. Память содержится в прионах. Память содержится в рибосомах. Кто же прав?

На самом деле противоречия никакого нет. Постепенно все эти способы и уровни сохранения информации в мозге стали складываться в общую картину: память не столько предмет, сколько агрегатное состояние. Мозг воспринимает мир, и в нем что-то меняется. Эти изменения влияют на то, как мозг продолжает воспринимать мир. Одни изменения быстро исчезают, другие сохраняются дольше, наслаиваясь на вновь происходящие изменения, вызывая в комбинации новые изменения, и так далее. В любой момент времени весь комплекс этих изменений — как долгосрочных, так и краткосрочных — и представляет собой то, что мы воспринимаем как память. Мы одновременно помним то, что произошло только что, и то, что произошло много лет назад.

Ясно, что при таком подходе к памяти она нигде не «лежит» и «переложить» ее невозможно. Память принципиально относится к конкретному мозгу — она представляет собой текущее отражение всей совокупной истории его отделов, нейронов и молекул. Мозг не «содержит» память, он и есть память.

Это очевидно и из бытового опыта. Если бы память можно было извлечь и спроецировать на экран, как в том самом сериале «Черное зеркало», это бы означало, что мы запоминаем реальность объективно, как видеокамера. Но память так не работает. Некоторые вещи запоминаются хорошо, некоторые плохо. Хорошо запоминается то, на что мы обращаем повышенное внимание, то, что вызывает сильные эмоции, то, что связано с другими воспоминаниями, то есть мозг, в отличие от видеокамеры, активно выбирает, что помнить, а что нет.

Мало того, что мозг запоминает очень селективно, помним мы не реальность как таковую, а состояние своего мозга в момент восприятия. То, в свою очередь, может быть вызвано как внешними причинами (что происходит вокруг), так и внутренними причинами (эмоциями, мотивацией, другими воспоминаниями). Вспоминая, мы частично приводим мозг в то же состояние, и при таком воспроизведении «внутренние» источники от «внешних» неотделимы. Соответственно, моя память — это именно моя память и ничья другая, ведь ни у кого другого нет точно такого же мозга, чтобы привести его в такое же состояние. Копировать нечего и некуда.

Фрагмент нервной системы аплизии (плевральный и педальный ганглии). Каждая оранжевая «виноградина» — отдельный нейрон. Фото: Николай Кукушкин / Chrdk.

Память везде и нигде

Как же быть с улитками? В эксперименте наивная аплизия, получив инъекцию РНК из испуганной аплизии, становилась испуганной. Если это не копия памяти, то что?

Проведем мысленный эксперимент над двумя воображаемыми улитками. Улитке 1 сделан укол, скажем, водки (напомню, эксперимент мысленный). Допустим, что вследствие укола двигательная активность улитки 1 возрастает, а рефлексы ухудшаются. Улитка 2 водку не получает, но в решающий момент эксперимента исследователь переливает гемолимфу (улиточью кровь) от улитки 1 улитке 2 — и выясняется, что улитка 2 теперь тоже быстро бегает и плохо реагирует. Можно ли сказать, что состояние второй улитки — «копия» состояния первой? Разве что с большой натяжкой. Логичнее сказать, что нервная система обеих улиток подверглась одинаковому воздействию и нечто, оказывающее такое воздействие (водка), было перелито исследователем вместе с гемолимфой.

Так и в эксперименте Бедекаррат. Одну улитку били током, и в ее мозге возникло нечто, вызывающее усиленное втягивание сифона. Введенное в другую улитку, оно вызвало тот же эффект. Даже если допустить, что нечто представляет собой РНК, «копированием памяти» это все равно язык не поворачивается назвать. «Скопировано» лишь поведенческое проявление состояния нервной системы, независимо вызванного в двух мозгах стимулом извне.

Подводя итог: идея о резервных РНК, накапливающихся в клетках в процессе опыта, действительно свежа и жизнеспособна. Клетки запоминают свою историю тысячами способов, в совокупности составляющих память всего мозга. Флуктуации «силы генов», выраженные в волнах тех или иных молекул РНК, вполне вероятно относятся к таким способам сохранения информации: они наверняка несут в себе отпечаток окружающего мира, память о прошлом, сохраненную на будущее. В этом смысле работа Гланзмана и коллег, возможно, даже опережает время. К сожалению, ее достоинства несколько меркнут на фоне явно чрезмерной популяризации результатов.

Так где живет память? Память живет везде и нигде конкретно. Ее границы определяются границами выбранной системы: молекула РНК, гиппокамп, мозг, организм. При желании понятие памяти можно распространить и на системы более масштабные: сообщество, культура, человечество. По-настоящему един между этими уровнями памяти только сам факт того, что нечто, произошедшее в прошлом, оставляет в системе отпечаток, меняющий ее в будущем. С моей точки зрения, мозг — это многоуровневая машина таких отпечатков. Искать «самый главный отпечаток» — значит недопонимать эволюционный смысл нервной системы.

 Николай Кукушкин

7 удивительных фактов о человеческой памяти :: Впечатления :: РБК Стиль

Память похожа на большую библиотеку, в которой хранятся детские воспоминания, математические формулы, профессиональные знания и когда-то испытанные ощущения. Она продолжает формироваться на протяжении всей жизни, накапливая индивидуальный опыт человека и позволяя ему в любой момент оперативно извлекать нужные данные.

Исследования американских нейрофизиологов показали, что наша память способна вместить петабайт (или тысячу терабайт) данных. Это в десять раз больше, чем предполагалось ранее. И все же многие психические процессы и механизмы, связанные с запоминанием, до конца не изучены.

 

Резерв памяти можно увеличить

Считается, что человеческая память продолжает развиваться до 25 лет. В среднем пик ее возможностей проявляется в возрасте 19–20 лет, а первые признаки затухания — после пятидесяти. Однако с помощью регулярных тренировок этот процесс можно замедлить. Как и многие функции мозга, память поддается развитию. Для улучшения ее характеристик существуют самые разные приемы, методы и технологии, совокупность которых называют мнемоникой.

Особых успехов в развитии памяти добился Самвел Гарибян, российский предприниматель и двукратный рекордсмен Книги рекордов Гиннесса. С помощью тренировок он вывел объем усваиваемой информации на такой уровень, что мог мгновенно запоминать любые устные и печатные материалы. Один из рекордов Гарибян поставил в 1990 году. Мнемонист почти безошибочно повторил тысячу неизвестных ему иностранных слов из десяти разных языков. Спустя десять лет он запомнил и воспроизвел две тысячи не связанных смыслом русских слов.

Механизм дежавю — ошибка

Этим понятием принято обозначать состояние, при котором человеку кажется, будто он уже был в подобной ситуации. Мы начинаем узнавать незнакомые интерьеры, голоса и лица новых людей, смутно предвидим дальнейшее развитие событий. Эффект дежавю напоминает повторный просмотр фильма, когда-то увиденного и давно забытого. При этом длится он всего несколько секунд и не может быть вызван искусственно.

Ученые до сих пор не пришли к единому мнению по поводу его природы. Одни говорят, что это явление может быть связано с генетической памятью. Другие уверены, что все дело в нарушении работы гиппокампа. Из-за сбоев в глубинных слоях височной доли головного мозга мы воспринимаем новую ситуацию как хорошо знакомую. Третьи считают дежавю следствием реинкарнации. А Зигмунд Фрейд связывал его с сюжетами забытых снов.

Первые воспоминания появляются еще до рождения

Еще в прошлом веке ученые верили, что младенцы появляются на свет с совершенно чистой памятью. Однако современные исследования позволили выяснить, что эмбрион начинает запоминать некоторые события уже в утробе матери. В ряде экспериментов ученые с помощью специальной аппаратуры посылали младенцам определенный звуковой сигнал. После пятого прослушивания ребенок переставал реагировать на один и тот же звук и в дальнейшем быстро его узнавал.

Подобное явление наблюдается уже на девятнадцатой неделе беременности. Интересно, что так называемую пренатальную музыку младенцы помнят даже после появления на свет. Это дает возможность говорить о существовании у плода не только краткосрочной, но и долгосрочной памяти.

© Xavier Mouton Photographie/Unsplash

Память индивидуальна

На способности человека к запоминанию влияют индивидуальные факторы. По этой причине у одних преобладает зрительный вид памяти, у других — слуховой. Третьи лучше всего запоминают мышечные комбинации, движения и их схемы. Кроме того, объем кратковременной памяти у всех разный, также как прочность и скорость запоминания новой информации.

К числу определяющих факторов относятся возраст, состояние здоровья, гормональный фон, особенности нервной системы, уровень воспитания, характер работы и даже рацион. Например, скудное питание при диете и злоупотребление алкоголем оказывают на память негативное воздействие. Образная память сильнее всего развита у артистов, а вкусовая и обонятельная — у дегустаторов.

Бывают и ложные воспоминания

Человеческая память — не самое надежное устройство для записи данных. Воспоминания, которые мы храним у себя в голове, со временем меняются и поддаются искажениям. Они не только тускнеют, но и дополняются новыми подробностями, которых не существовало в реальности. Кроме того, ложные сведения можно намеренно внедрить в чье-то сознание. Речь идет не только об отдельных вымышленных деталях, но и о событиях, которых никогда не было.

К таким выводам пришли ученые. Например, американский психолог Элизабет Лофтус убеждал своих испытуемых в том, что в детстве они подвергались нападению животных, надолго терялись в зоомагазине и даже целовали лягушек. Для этого она использовала поддельные видеоролики, в которых соединялись выдуманные и реальные детали. Родители участников подтвердили Лофтус, что ничего подобного с их детьми не происходило. Однако около 30% опрошенных присваивали себе ложные воспоминания и даже начинали давать подробные описания этих событий.

Память необходимо включать

Память и внимание тесно взаимосвязаны. Чтобы начать усваивать новую информацию, необходимо сконцентрироваться и настроить себя на процесс запоминания. В противном случае нужные сведения не будут усвоены и не дойдут до хранилища памяти. Пассивно воспринятая информация не откладывается в голове и быстро забывается. Именно поэтому в процессе обучения так важно исключить отвлекающие факторы. Например, смартфоны и интернет.

Если озвучить какие-либо сведения без предупреждения о том, что их потребуется повторить, — вероятнее всего, человек их не запомнит. Чтобы активизировать память, нужно заинтересоваться материалом, сосредоточиться на нем.

Плохие воспоминания стираются быстрее

Забывание — одна из основных функций памяти. Оно помогает стереть неактуальную информацию и уберечь нервную систему от перенапряжения. При этом мозг быстрее вытесняет негативные впечатления, оставляя в памяти наиболее приятные и желанные моменты. Если бы плохие воспоминания со временем не стирались, то накопленные отрицательные эмоции продолжали бы оказывать деструктивное воздействие на психику. Сегодня существуют специальные тренинги, направленные на блокировку ненужной информации.

© Thomas Ehling/Unsplash

В психотерапевтической практике встречается такое явление, как гипертимезия. Люди с этим редким синдромом, например американская писательница Джилл Прайс, помнят всю свою жизнь в мельчайших подробностях. Защитный механизм, который вытесняет из памяти негативные эмоции и воспоминания, в их случае просто не работает. 

Как наш мозг запоминает | Наука

Воспоминания хранятся в области мозга, называемой гиппокампом, которая на этой компьютерной иллюстрации показана красным цветом. Photo Researchers, Inc.

Сидя солнечным утром в кафе на тротуаре в Монреале, Карим Надер вспоминает день восьми лет назад, когда два самолета врезались в башни-близнецы Всемирного торгового центра. Он закуривает сигарету и машет руками в воздухе, чтобы набросать сцену.

На момент нападения Надер работал докторантом в Нью-Йоркском университете. Он включил радио, собираясь идти на работу, и услышал, как подшучивание утренних диск-жокеев переросло в панику, когда они рассказали о событиях, разворачивающихся в Нижнем Манхэттене. Надер побежал на крышу своего многоквартирного дома, откуда ему открывался вид на башни менее чем в двух милях от него. Он стоял ошеломленный, когда они горели и падали, думая про себя: «Ни за что, чувак. Это не тот фильм ».

В следующие дни, вспоминает Надер, он проходил через станции метро, ​​стены которых были увешаны записями и фотографиями, оставленными людьми, отчаянно ищущими пропавших без вести близких.«Это было похоже на прогулку вверх по реке печали», — говорит он.

Как и миллионы людей, Надер хранит яркие эмоциональные воспоминания об атаках 11 сентября 2001 года и их последствиях. Но как специалист по памяти и, в частности, по пластичности памяти, он знает, что не стоит полностью доверять своим воспоминаниям.

У большинства людей есть так называемые воспоминания о том, где они были и что делали, когда произошло нечто важное: убийство президента Джона Ф.Кеннеди, скажем, или взрыв космического корабля «Челленджер». (К сожалению, ошеломляюще ужасные новости, кажется, приходят неожиданно чаще, чем ошеломляюще хорошие.) Но какими бы ясными и подробными ни казались эти воспоминания, психологи находят их на удивление неточными.

Надер, ныне нейробиолог из Университета Макгилла в Монреале, говорит, что его воспоминания о нападении на Всемирный торговый центр сыграли с ним несколько шуток. Он вспомнил, как 11 сентября видел по телевизору кадры, на которых первый самолет врезался в северную башню Всемирного торгового центра.Но он был удивлен, узнав, что такие кадры впервые транслировались на следующий день. Очевидно, он был не один: исследование 569 студентов колледжей в 2003 году показало, что 73% разделяют это заблуждение.

Надер полагает, что у него может быть объяснение таких причуд памяти. Его идеи нетрадиционны для нейробиологии, и они заставили исследователей пересмотреть некоторые из своих самых основных предположений о том, как работает память. Короче говоря, Надер считает, что сам акт воспоминания может изменить наши воспоминания.

Большая часть его исследований посвящена крысам, но он говорит, что те же основные принципы применимы и к человеческой памяти. На самом деле, говорит он, для людей или любого другого животного может быть невозможно вызвать воспоминание, не изменив его каким-либо образом. Надер считает, что некоторые типы памяти, такие как флэш-память, более подвержены изменениям, чем другие. По его словам, воспоминания, связанные с таким крупным событием, как 11 сентября, могут быть особенно восприимчивыми, потому что мы склонны повторять их снова и снова в нашем сознании и в разговоре с другими, причем каждое повторение может их изменить.

Для тех из нас, кто дорожит своими воспоминаниями и любит думать, что они являются точным отражением нашей истории, идея о том, что память в основе своей податлива, более чем беспокоит. Не все исследователи считают, что Надер доказал, что сам процесс запоминания может изменять воспоминания. Но если он прав, это может быть не совсем плохо. Возможно, даже удастся найти хорошее применение этому явлению для уменьшения страданий людей с посттравматическим стрессовым расстройством, которых мучают повторяющиеся воспоминания о событиях, которые они хотели бы оставить позади.

Надер родился в Каире, Египет. Его коптская христианская семья столкнулась с преследованием со стороны арабских националистов и бежала в Канаду в 1970 году, когда ему было 4 года. Многие родственники также совершили поездку, настолько много, что девушка Надера дразнит его «звуковой дорожкой тысячи поцелуев» на больших семейных собраниях, когда люди передают обычные приветствия.

Он учился в колледже и аспирантуре Университета Торонто, а в 1996 году поступил в лабораторию Нью-Йоркского университета Джозефа Леду, выдающегося нейробиолога, изучающего влияние эмоций на память.«Одна из вещей, которая действительно соблазнила меня в науке, — это то, что это система, которую вы можете использовать для проверки своих собственных представлений о том, как все работает, — говорит Надер. Под вопросом остаются даже самые заветные идеи в данной области.

Ученым давно известно, что для записи воспоминаний необходимо наладить связи между нейронами. Каждое воспоминание настраивает некоторую крошечную подгруппу нейронов в головном мозге (всего в человеческом мозге 100 миллиардов нейронов), изменяя способ их общения. Нейроны отправляют сообщения друг другу через узкие промежутки, называемые синапсами.Синапс похож на шумный порт, укомплектованный механизмами для отправки и приема грузов — нейротрансмиттерами, специализированными химическими веществами, которые передают сигналы между нейронами. Все транспортные средства построены из белков, основных строительных блоков клеток.

Эрик Кандел, нейробиолог из Колумбийского университета в Нью-Йорке, одним из ученых, который больше всего сделал для того, чтобы пролить свет на то, как работает память в микроскопическом масштабе. За пять десятилетий исследований Кандел показал, как краткосрочные воспоминания — те, которые длятся несколько минут — включают относительно быстрые и простые химические изменения в синапсе, которые заставляют его работать более эффективно.Кандел, получивший долю Нобелевской премии по физиологии и медицине 2000 года, обнаружил, что для создания памяти, которая сохраняется в течение нескольких часов, дней или лет, нейроны должны производить новые белки и как бы расширять доки, чтобы заставить трафик нейротрансмиттеров работать. более эффективно. Долговременные воспоминания должны быть буквально встроены в синапсы мозга. Кандел и другие нейробиологи обычно полагали, что однажды построенная память становится стабильной и не может быть легко разрушена. Или, как они говорят, память «консолидируется».”

Согласно этой точке зрения, система памяти мозга работает как ручка и блокнот. За короткое время, прежде чем чернила высохнут, можно размазать написанное. Но после консолидации памяти меняется очень мало. Конечно, воспоминания могут исчезнуть с годами, как старое письмо (или даже сгореть, если поражает болезнь Альцгеймера), но при обычных обстоятельствах содержание воспоминаний остается неизменным, независимо от того, сколько раз оно вынималось и читалось. Надер оспорит эту идею.

В тот момент, который оказался решающим в его ранней карьере, Надер посетил лекцию, которую Кандел прочитал в Нью-Йоркском университете, о том, как записываются воспоминания. Надеру стало интересно, что происходит, когда вспоминается воспоминание. Работа с грызунами, начатая в 1960-х годах, не соответствовала теории консолидации. Исследователи обнаружили, что память может быть ослаблена, если они подвергли животное удару электрическим током или лекарство, которое влияет на определенный нейротрансмиттер, сразу после того, как они побудили животное вспомнить воспоминания.Это говорит о том, что воспоминания уязвимы для разрушения даже после того, как они были объединены.

Если взглянуть на это с другой стороны, работа предполагает, что хранение старой памяти для долгосрочного хранения после того, как она была отозвана, было на удивление похоже на создание ее в первый раз. Как создание новой памяти, так и избавление от старой предположительно связано с построением белков в синапсе. Исследователи назвали этот процесс «повторным уплотнением». Но другим, в том числе некоторым выдающимся специалистам по памяти, было сложно воспроизвести эти открытия в своих лабораториях, поэтому идея не получила развития.

Nader решил пересмотреть концепцию с помощью эксперимента. Зимой 1999 года он научил четырех крыс, что высокий звуковой сигнал предшествует легкому поражению электрическим током. Это было легко — грызуны узнают такие пары после того, как познакомились с ними всего один раз. После этого крыса замирает на месте, когда слышит звуковой сигнал. Затем Надер подождал 24 часа, проиграл звуковой сигнал, чтобы реактивировать память, и ввел в мозг крысы лекарство, которое не позволяет нейронам производить новые белки.

Если воспоминания объединяются только один раз, когда они впервые создаются, рассуждал он, лекарство не повлияет на запоминание крысы звука или на то, как она будет реагировать на этот тон в будущем.Но если воспоминания необходимо хотя бы частично восстанавливать каждый раз, когда они вызываются — вплоть до синтеза свежих нейронных белков, — крысы, получившие препарат, могут позже отреагировать так, как если бы они никогда не научились бояться тона, и проигнорировали бы его. Если так, исследование противоречило бы стандартной концепции памяти. Он признает, что это был долгий путь.

«Не теряйте время, это никогда не сработает», — сказал ему Леду.

Сработало.

Когда Надер позже проверил крыс, они не замерзли, услышав звуковой сигнал: как будто они совсем забыли об этом.Надер, который в серьге и заостренных бакенбардах выглядит немного дьявольски, по-прежнему с головокружением рассказывает об эксперименте. Широко раскрыв глаза от возбуждения, он хлопает по столику в кафе. «Это безумие, правда? Я зашел в офис Джо и сказал: «Я знаю, что это всего четыре животных, но это очень обнадеживает!»

После первых открытий Надера некоторые нейробиологи пренебрегали его работой в журнальных статьях и хладнокровно относились к нему на научных собраниях. Но данные нашли более гармоничный отклик у некоторых психологов.В конце концов, их эксперименты давно показали, что память можно легко исказить, даже если люди этого не осознают.

В классическом исследовании 1978 года, проведенном Элизабет Лофтус, психологом из Вашингтонского университета, исследователи показали студентам колледжа серию цветных фотографий, изображающих аварию, в которой красный автомобиль Datsun сбил пешехода на пешеходном переходе. Студенты ответили на различные вопросы, некоторые из которых преднамеренно вводили в заблуждение. Например, несмотря на то, что на фотографиях был изображен Datsun у знака остановки, исследователи спросили некоторых студентов: «Проехала ли другая машина красный Datsun, когда она остановилась у знака уступки?»

Позже исследователи спросили всех студентов, что они видели — знак остановки или знак уступки? Студенты, которым задали вводящий в заблуждение вопрос, чаще давали неправильный ответ, чем другие студенты.

По мнению Надера и его коллег, эксперимент поддерживает идею о том, что память повторно формируется в процессе ее вызова. «С нашей точки зрения, это очень похоже на реконсолидацию памяти», — говорит Оливер Хардт, научный сотрудник лаборатории Надера.

Хардт и Надер говорят, что нечто подобное может случиться с воспоминаниями о вспышках. Люди, как правило, точно помнят основные факты важного события — например, что в результате терактов 11 сентября было угнано в общей сложности четыре самолета, — но часто забывают личные данные, такие как где они находились и что они делали в то время. .Хардт говорит, что это может быть связано с тем, что это два разных типа воспоминаний, которые реактивируются в разных ситуациях. Телевидение и другие средства массовой информации подтверждают основные факты. Но напоминание об этом опыте другим людям может позволить искажениям закрасться. «Когда вы пересказываете это, память становится пластичной, и все, что присутствует вокруг вас в окружающей среде, может мешать исходному содержанию памяти», — говорит Хардт. Например, в дни после 11 сентября люди, вероятно, неоднократно пересказывали свои личные истории — «где вы были, когда слышали новости?» — в беседах с друзьями и семьей, возможно, позволяя деталям чужих историй смешиваться с их собственными. .

Со времени первоначального эксперимента Надера десятки исследований на крысах, червях, цыплятах, пчелах и студентах показали, что даже самые давние воспоминания могут быть нарушены, если их вспомнить. Цель Надера — связать исследования на животных и полученные данные о суетливом молекулярном механизме синапсов с повседневным человеческим опытом запоминания.

Некоторые эксперты думают, что он забегает вперед, особенно когда он устанавливает связь между человеческой памятью и данными, полученными на крысах и других животных.«Он немного его перепродает», — говорит Кандел.

Дэниел Шактер, психолог из Гарвардского университета, изучающий память, согласен с Надером в том, что искажения могут возникать, когда люди реактивируют воспоминания. Вопрос в том, является ли обратное уплотнение, которое, по его мнению, убедительно продемонстрировал Надер в экспериментах на крысах, причиной искажений. «Пока нет прямых доказательств того, что эти две вещи связаны», — говорит Шактер. «Это интригующая возможность, что теперь людям придется следить за ней.”

Реальная проверка теории реконсолидации памяти Надера проходит в нескольких милях от его офиса в Монреале, в Институте психического здоровья Дугласа. Психолог Ален Брюне проводит клинические испытания с участием людей с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР). Есть надежда, что лица, осуществляющие уход, смогут ослабить хватку травмирующих воспоминаний, которые преследуют пациентов днем ​​и вторгаются в их сны ночью.

Брюне знает, насколько сильными могут быть травматические воспоминания.В 1989 году, когда он учился на магистра психологии в Монреальском университете, мужчина, вооруженный полуавтоматической винтовкой, вошел в инженерный класс кампуса, отделил мужчин от женщин и застрелил женщин. Бандит продолжил бойню в других классах и коридорах Политехнической школы университета, застрелив 27 человек и убив 14 женщин, прежде чем покончить с собой. Это была самая страшная массовая стрельба в Канаде.

Брюне, который в тот день находился на другом конце кампуса, говорит: «Это был очень важный опыт для меня.Он говорит, что был удивлен, узнав, как мало в то время было известно о психологическом воздействии таких событий и о том, как помочь людям, пережившим их. Он решил изучить травматический стресс и способы его лечения.

Даже сейчас, говорит Брюне, лекарства и психотерапия, традиционно используемые для лечения посттравматического стрессового расстройства, не приносят длительного облегчения многим пациентам. «Есть еще много возможностей для открытия более эффективных методов лечения», — говорит он.

В первом исследовании Брюне пациенты с посттравматическим стрессовым расстройством принимали лекарство, предназначенное для того, чтобы помешать повторной консолидации пугающих воспоминаний.Препарат пропранолол уже давно используется для лечения высокого кровяного давления, и некоторые исполнители принимают его для борьбы с страхом перед сценой. Препарат подавляет нейротрансмиттер, называемый норадреналином. Один из возможных побочных эффектов препарата — потеря памяти. (В исследовании, аналогичном оригинальному эксперименту Надера с крысами, исследователи из лаборатории Леду обнаружили, что препарат может ослабить пугающие воспоминания о высоком тоне.)

Каждый пациент в исследовании Брюне, опубликованном в 2008 году, примерно десятью годами ранее пережил травмирующее событие, такое как автомобильная авария, нападение или сексуальное насилие.Они начали сеанс терапии, сидя в одиночестве в неприметной комнате с потрепанным креслом и телевизором. Девять пациентов приняли таблетку пропранолола и в течение часа читали или смотрели телевизор, пока препарат подействовал. Десять человек получили таблетку плацебо.

Брюне вошел в комнату и немного поговорил, прежде чем сказать пациенту, что у него есть просьба: он хотел, чтобы пациент прочитал сценарий, основанный на предыдущих интервью с человеком, описывающий его или ее травмирующий опыт. Пациенты, все добровольцы, знали, что чтение будет частью эксперимента.«С некоторыми все в порядке, некоторые начинают плакать, некоторым нужно сделать перерыв», — говорит Брюне.

Через неделю пациенты с посттравматическим стрессовым расстройством слушали сценарий, на этот раз не принимая ни лекарства, ни плацебо. По сравнению с пациентами, принимавшими плацебо, те, кто принимал пропранолол неделей ранее, стали спокойнее; у них был меньший скачок пульса, и они меньше потели.

Brunet только что завершил более крупное исследование с участием почти 70 пациентов с посттравматическим стрессовым расстройством. Те, кто принимал пропранолол один раз в неделю в течение шести недель, читая сценарий своего травматического события, показали в среднем 50-процентное снижение стандартных симптомов посттравматического стрессового расстройства.У них было меньше кошмаров и воспоминаний в повседневной жизни спустя долгое время после того, как действие наркотика прошло. Лечение не стирало воспоминания пациентов о том, что с ними случилось; скорее, похоже, это изменило качество этой памяти. «Неделя за неделей эмоциональный тон воспоминаний кажется слабее», — говорит Брюне. «Они начинают меньше заботиться об этом воспоминании».

Надер говорит, что травматические воспоминания пациентов с посттравматическим стрессовым расстройством могут храниться в мозгу во многом так же, как память о предсказывающем шок тоне сохраняется в мозгу крысы.В обоих случаях вызов воспоминания открывает его для манипуляций. Надер говорит, что его воодушевляет работа с пациентами с посттравматическим стрессом. «Если у него есть шанс помочь людям, мы должны попробовать», — говорит он.

Среди многих вопросов, которые сейчас преследует Надер, являются ли все воспоминания уязвимыми, когда их вспоминают, или только определенные воспоминания при определенных обстоятельствах.

Конечно, есть еще более важный вопрос: почему воспоминания настолько ненадежны? В конце концов, если бы они были менее подвержены изменениям, мы бы не испытали смущения из-за неправильного запоминания деталей важного разговора или первого свидания.

С другой стороны, редактирование может быть еще одним способом учиться на собственном опыте. Если бы теплые воспоминания о ранней любви не были омрачены осознанием катастрофического разрыва или если бы воспоминания о трудных временах не компенсировались осознанием того, что в конце концов все получилось, мы могли бы не пожинать плоды этих с трудом заработанных жизненные уроки. Возможно, будет лучше, если мы сможем переписывать наши воспоминания каждый раз, когда мы их вспоминаем. Надер предполагает, что реконсолидация может быть механизмом мозга для преобразования старых воспоминаний в свете всего, что произошло с тех пор.Другими словами, это может быть то, что мешает нам жить прошлым.

Грег Миллер пишет о биологии, поведении и неврологии для журнала Science . Он живет в Сан-Франциско. Жиль Мингассон — фотограф из Лос-Анджелеса.

Карим Надер, нейробиолог из Университета Макгилла в Монреале, бросил вызов ортодоксальным представлениям о природе воспоминаний.Жиль Мингассон Воспоминания хранятся в области мозга, называемой гиппокампом, которая на этой компьютерной иллюстрации показана красным цветом. Photo Researchers, Inc. Микроскопические нервные клетки (окрашены в зеленый цвет) соединены в плотные сети, кодирующие информацию.Photo Researchers, Inc. Исследователи часто изучают «воспоминания о вспышках», наши, казалось бы, фотографические мысленные образы поразительных событий, таких как взрыв космического корабля «Челленджер» в 1986 году. Изображения AP У большинства людей есть так называемые «воспоминания вспышки» о том, где они были и что они делали, когда произошло что-то важное, например, убийство президента Джона Ф.Кеннеди. Но какими бы ясными и подробными ни казались эти воспоминания, психологи находят их на удивление неточными. Изображения AP Воспоминания о нападении на Всемирный торговый центр сыграли с Надером несколько шуток. Он вспомнил, как 11 сентября видел по телевизору кадры, на которых первый самолет врезался в северную башню Всемирного торгового центра.Но он был удивлен, узнав, что эти кадры впервые транслировались на следующий день. Изображения AP Воспоминания изменяют способ обмена нервными сигналами в точках соприкосновения, называемых синапсами. На этом изображении, увеличенном в тысячи раз, нервное волокно, показанное фиолетовым, встречается с желтым телом клетки. Photo Researchers, Inc.Память удивительно пластична, говорит Элизабет Лофтус, психолог из Калифорнийского университета в Ирвине. Жиль Мингассон В классическом эксперименте Лофтус обнаружил, что люди, видевшие фотографии инсценированной автомобильной аварии, могут неправильно запомнить важные детали.Элизабет Лофтус Люди, видевшие машину у знака «Стоп», позже были обмануты, думая, что видели знак уступки. Элизабет Лофтус Исследования психолога Алена Брюне показывают, что они помогают людям с посттравматическим стрессовым расстройством.Жиль Мингассон Пациенты, которые вспомнили о своей травме после приема лекарства, нарушающего формирование памяти, чувствовали меньшее беспокойство, когда позже вспоминали об этом событии. Демонстрирует ассистент Брюне Елена Саймон. Жиль Мингассон Головной мозг Здоровье Мысль инноваций

Внутри науки о памяти

Когда Рик Хуганир, Ph.Д., будучи подростком, он намеревался лучше понять физические и эмоциональные изменения в подростковом возрасте. «Мне было интересно, что со мной происходит, и я понял, что это изменилось в моем мозгу», — говорит Хуганир, директор отделения нейробиологии Джонса Хопкинса.

Это привело к старшему проекту по синтезу белка и памяти у золотых рыбок, а также к пожизненному увлечению тем, как мы учимся и запоминаем вещи.

«Воспоминания — вот кто мы есть», — говорит Хуганир. «Но создание воспоминаний — это еще и биологический процесс.«Этот процесс вызывает много вопросов. Как этот процесс влияет на наш мозг? Как опыт и обучение изменяют связи в нашем мозгу и создают воспоминания?

Это лишь некоторые из вопросов, которые изучают Хуганир и его коллеги. Их работа может привести к новым методам лечения посттравматического стрессового синдрома, а также к способам улучшения памяти у людей с деменцией и другими когнитивными проблемами.

Память: все о соединениях

Когда мы узнаем что-то — даже такое простое, как чье-то имя — мы формируем связи между нейронами мозга.Эти синапсы создают новые цепи между нервными клетками, существенно изменяя карту мозга. Огромное количество возможных связей придает мозгу непостижимую гибкость — каждая из 100 миллиардов нервных клеток мозга может иметь 10 000 соединений с другими нервными клетками.

Эти синапсы становятся сильнее или слабее в зависимости от того, как часто мы сталкиваемся с каким-либо событием. Чем больше мы участвуем в какой-либо деятельности (например, игрок в гольф тренирует качели тысячи раз), тем сильнее связи.Однако чем меньше воздействие, тем слабее связь, поэтому после первого знакомства так сложно запомнить такие вещи, как имена людей.

«Мы пытались выяснить, как это происходит и как укрепить синапсы на молекулярном уровне?» — говорит Хуганир.

Новые открытия в памяти

Многие исследовательские вопросы, связанные с памятью, могут иметь ответы в сложных взаимодействиях между определенными химическими веществами мозга, особенно глутаматом, и нейрональными рецепторами, которые играют решающую роль в передаче сигналов между клетками мозга.Хуганир и его команда обнаружили, что, когда мыши подвергаются травматическим событиям, уровень нейронных рецепторов глутамата увеличивается в синапсах миндалины, центре страха мозга, и кодирует страх, связанный с воспоминаниями. Однако удаление этих рецепторов снижает силу этих связей, по существу стирая компонент страха травмы, но оставляя воспоминания.

Сейчас Хуганир и его лаборатория разрабатывают лекарства, нацеленные на эти рецепторы. Есть надежда, что инактивация рецепторов может помочь людям с синдромом посттравматического стресса, уменьшив страх, связанный с травматической памятью, а их укрепление может улучшить обучение, особенно у людей с когнитивной дисфункцией или болезнью Альцгеймера.

---

Определения

Деменция (ди-мен-ша) : потеря функции мозга, которая может быть вызвана различными заболеваниями, поражающими мозг. Симптомы включают забывчивость, нарушение мышления и суждения, изменения личности, возбуждение и потерю контроля над эмоциями. Болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона и недостаточный приток крови к мозгу могут вызвать слабоумие. Большинство типов деменции необратимы.

Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) : расстройство, при котором ваша реакция «бей или беги» или стресс остается включенной, даже когда вам некуда бежать или сражаться.Расстройство обычно развивается после эмоциональной или физической травмы, такой как ограбление, физическое насилие или стихийное бедствие. Симптомы включают кошмары, бессонницу, вспышки гнева, эмоциональное онемение, а также физическое и эмоциональное напряжение.

Что происходит в вашем мозгу, когда вы вспоминаете?

Эта история появилась в номере за июль / август 2020 года под названием «Давайте вспомним». Подпишитесь на журнал Discover, чтобы увидеть больше подобных историй.

---

Может быть, это туманный снимок вашей первой езды на велосипеде.Или умение декламировать теорему Пифагора. Это может быть так же просто, как номер телефона, который вы нацарапали на салфетке, прежде чем он попадет в мусорную корзину.

Какую бы форму они ни приняли, наши воспоминания помогают определить, кто мы есть и что значит быть человеком. Хотя ученые размышляли о памяти со времен Сократа, новые технологии помогли сегодняшним ученым узнать гораздо больше о нервных и биологических механизмах, стоящих за нашими воспоминаниями. Эти открытия привели к открытию того, что наша память находится в определенных кластерах клеток мозга.Некоторые ученые изучают, как люди хранят и восстанавливают воспоминания, перемещаясь в среде виртуальной реальности. Другие изучают, как эмоции, такие как страх, закодированы в мозгу, а также схемы, контролирующие то, чего мы боимся.

Это исследование тоже не является абстрактным. Эти проекты нацелены на практическое применение, включая возможные методы лечения таких состояний, как болезнь Альцгеймера и посттравматическое стрессовое расстройство.

И хотя большая часть науки о памяти все еще остается размытой, вопрос о том, как именно наш мозг формирует воспоминания, становится все более четким.

(Источник: Эван Ото / Science Source)

Краткое и короткое

Понятие человеческой памяти не имеет отношения ни к чему. Этот термин объединяет множество воспоминаний, от названий цветов и полузабытых текстов песен до вашего первого разрыва. Итак, что это за разные типы памяти?

Более века назад ученые разделили память на краткосрочные и долгосрочные категории. Кратковременная память, иногда называемая рабочей памятью, относится к нашей способности сохранять информацию или события из недавнего прошлого — но только примерно 20 секунд назад, а иногда и меньше.Другими словами, это то, что вы активно держите в голове при выполнении других задач — например, запоминаете номер телефона, когда прокручиваете его, чтобы вставить его в свой список контактов.

В 1990-х годах ученые проанализировали сканирование мозга с высоким разрешением и обнаружили, что эти мимолетные воспоминания зависят от нейронов префронтальной коры, передней части мозга, ответственной за мышление более высокого уровня.

«Это временные [воспоминания]», — говорит нейробиолог и писатель Дин Бернетт.«Это не предназначено для длительного хранения, потому что они постоянно меняются и постоянно меняются.

«Если вы удерживаете что-то в мозгу достаточно долго, вы можете превратить это в долговременную память», — добавляет он. «Вот почему, если вы произносите что-то вроде телефонного номера, в конечном итоге вы можете довольно легко его запомнить. Но если будет поступать слишком много информации, ваша кратковременная память будет перегружена, и первые [биты информации] будут выброшены ».

(Источник: Macrovector / Shutterstock; mything / Shutterstock)

Напротив, долговременная память — это сокровищница знаний и прошлых событий, собранных на протяжении всей нашей жизни.И хотя кратковременные воспоминания поддерживаются вспышками нейронной активности, долговременные воспоминания фактически создают физическое присутствие в мозгу. Когда формируется долговременная память, связи между нейронами, известные как синапсы, усиливаются. В некоторых случаях создаются совершенно новые синапсы. И чем больше мы возвращаемся к воспоминаниям, активируя эти нейронные пути, тем сильнее становятся связи — как будто вы топтаете свой путь через лес, чтобы создать проторенный путь.

Долговременные воспоминания также могут принимать разные формы.Например, неявные воспоминания являются основой автоматического поведения, такого как завязывание обуви или чистка зубов. Эти инстинктивные действия происходят в бессознательной части мозга. «Вот почему люди с амнезией все еще могут делать эти вещи, даже если они не помнят, что делали это раньше», — говорит Бернетт. «Обучение продолжается».

Однако длительные воспоминания, которые мы активно осознаем, известны как явные воспоминания. Они разделены на эпизодическую и семантическую память.Последний описывает конкретные концептуальные знания, такие как дата подписания Декларации независимости. Эпизодическая память описывает события и переживания из вашей собственной жизни. В эту категорию попадает все, от празднования 21-го дня рождения до поездки в Европу.

«Семантическая память [знание] того, что Париж является столицей Франции», — говорит Бернетт. «Эпизодическое воспоминание [вспоминает] тот раз, когда я поехал во Францию ​​и меня вырвало у Эйфелевой башни».

Lighting The Way

Ученые Массачусетского технологического института пометили клетки (выделены красным), в которых хранятся энграммы памяти в мыши. гиппокамп.(Кредит: Стив Рамирес и Сюй Лю)

То, что мы делаем в жизни, оставляет следы, оставленные в наших воспоминаниях. Подобно тому, как Марсель Пруст кусает своих любимых мадлен, заставляя возвращаться когда-то забытые воспоминания из его детства, следы воспоминаний могут вызывать в воображении яркие сенсационные переживания вещей прошлого. Со времен Древней Греции ученые предполагали, что эти остатки могут даже изменить физический состав мозга. Но только на рубеже 20-го века начали появляться научные модели этого процесса.В 1904 году немецкий ученый по имени Ричард Семон предположил, что эти следы, которые он назвал энграммами памяти, представлены как физические изменения в мозге после события или опыта. «В то время не было технологии для идентификации тех клеток мозга, которые содержат конкретную инграмму для конкретной памяти», — говорит Сусуму Тонегава, профессор биологии и нейробиологии Массачусетского технологического института и лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1987 года.

Прошло более 100 лет. Затем, в 2005 году, ученые начали использовать оптогенетику — метод стимуляции нейронов, которые генетически модифицированы для ответа на импульсы синего света.С помощью этой новой технологии стало возможным локализовать и идентифицировать конкретные нейроны, несущие энграммы памяти у животных. В исследовании Nature 2012 года Тонегава и исследователи из Массачусетского технологического института и Стэнфордского университета использовали оптогенетику, чтобы продемонстрировать, что следы нашей памяти действительно живут в определенных кластерах клеток мозга. Кроме того, простая активация нескольких из этих нейронов может вызвать целое воспоминание.

Ячейки (показаны зеленым и красным) жизненно важны для постоянного хранения в памяти. (Кредит: Такаши Китамура)

В статье исследовательская группа описывает, как они определили определенную группу нейронов в гиппокампе, части мозга, участвующей в формировании долговременных воспоминаний, которые при определенных условиях начинают активироваться.В этом случае исследователи сделали это, заставив мышей исследовать незнакомую клетку. «[Затем] вы слегка поражаете их подушечки электрическим током [мыши]», — говорит Тонегава. «И мышка сразу же запомнит, что эта клетка — страшное место». На следующий день, говорит Тонегава, когда мышей поместили в клетку без ударов, это кондиционирование заставило их опасаться этой среды. Позже исследователи ввели грызунам белок, который может активировать клетки мозга — в частности, нейроны гиппокампа, на которые нацелены ученые, — мигая их синим светом.«Эти белки обладают химическим свойством активировать клетки, когда свет определенной длины волны доставлено », — добавляет Тонегава.

Затем, когда ученые осветили мышей импульсами света в совершенно другой среде, нейроны гиппокампа, которые они пометили белком, вступили в действие — и мыши застыли на месте. Исследователи думают, что животные мысленно возвращались к переживанию шока. «Такова логика эксперимента», — говорит Тонегава.«Вы можете сказать, что эти нейроны, которые вчера были помечены, теперь несут эти инграммы памяти». Другими словами, даже несмотря на то, что память о клетке была стимулирована искусственными средствами, мыши все еще вспоминали ее, предполагая, что следы события находятся в определенной популяции клеток мозга. «Вы действительно можете идентифицировать те нейроны, несущие инграммы, и маркировать [их] красителем, чтобы увидеть их под микроскопом», — говорит Тонегава. «Теперь вы можете манипулировать этими клетками, особенно с помощью оптогенетики, и посмотреть, какой эффект это будет иметь.

Когда мы формируем новые долговременные воспоминания, связи между нашими нейронами, известные как синапсы, укрепляются. (Кредит: Sciepro / Shutterstock)

Тонегава надеется использовать эту технологию, чтобы узнать больше о биологических механизмах, лежащих в основе болезни Альцгеймера, и потенциально вылечить болезнь на ранних стадиях. По его словам, в нескольких исследованиях на людях, даже до того, как расстройство мозга начинает атаковать гиппокамп, некоторым пациентам трудно создать новые воспоминания. «[Мозг] выглядит нормально, но на самом деле обнаружены нарушения», — добавляет он.

Теперь Тонегава хочет выяснить, связаны ли эти когнитивные сбои на стадиях формирования болезни с неспособностью формировать новые воспоминания, или пациенты могут создавать новые воспоминания, но не могут их восстановить. Он указывает на исследования ранних стадий болезни Альцгеймера на моделях мышей, которые предполагают, что эти воспоминания все еще формируются и оставляют физические следы, но не могут быть вызваны естественными сигналами. Но когда ученые использовали искусственные методы, такие как оптогенетика, для реактивации клеток, несущих энграммы памяти, говорит Тонегава, животные смогли прекрасно запомнить новый опыт.

(Источник: Designua / Shutterstock)

«Открыть что-то подобное можно было, только воспользовавшись преимуществами этой технологии», — добавляет он. «Это действительно позволяет нам исследовать, что происходит в процессе обучения и запоминания».

Воображаемые миры, реальные воспоминания

За последние несколько десятилетий все больше исследователей использовали технологии виртуальной реальности в своей работе. В последние годы Нантия Сутана, нейробиолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, стала одним из первых исследователей, которые использовали виртуальную реальность для изучения того, как чей-то мозг сохраняет и вспоминает воспоминания, когда они перемещаются в смоделированной среде.

«Исторически подавляющее большинство [исследований памяти] проводилось на крысах и мышах, бегающих по лабиринтам», — говорит Сутана. «Многое из того, что мы знаем о мозге, получено из этих исследований. И чтобы мы могли перевести их и увидеть, действительно ли они верны для людей, нам нужно что-то связать между ними ».

(Источник: Mrspopman1985 / Shutterstock)

В двух исследованиях, которые в настоящее время проходят экспертную оценку, Сутана и ее коллеги работали с пациентами с имплантатами глубокого мозга для лечения эпилептических припадков.Исследователи надели гарнитуры виртуальной реальности на пациентов, чьи постоянные имплантаты позволили ученым регистрировать мозговые волны во время эксперимента. После того, как участники надели очки и боди для захвата движения, усыпанные светоотражающими точками, чтобы отслеживать их движения, они затем выполнили серию тестов на обучение, память и навигацию в смоделированной среде.

В виртуальном ландшафте пациентов просили подойти к желтым цифровым цилиндрам и запомнить их местонахождение.Чтобы продемонстрировать свое воспоминание, участников попросили повторить свой путь к каждому цилиндру — теперь невидимому — и нажать кнопку джойстика, когда они думали, что достигли каждого из них. Затем исследователи загрузили записи мозговых волн пациента, проанализировав их, чтобы увидеть нейронную активность, связанную с воспоминаниями о пространстве и местоположении.

В частности, ученые сосредоточились на электрических сигналах в мозге, известных как тета-колебания, которые были обнаружены у людей во время движения.Исследовательская группа обнаружила, что эти мозговые волны были более активными при выполнении навигационных задач, что позволяет предположить, что они являются важнейшими строительными блоками пространственной памяти. Ученые предположили, что эти мозговые волны могут помочь нам визуализировать и реконструировать наши воспоминания, когда мы перемещаемся по миру.

Нейробиолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Нантия Сутана использует виртуальную реальность для изучения того, как наш мозг хранит и извлекает воспоминания о движении. (Кредит: Джейсон Купер)

Сутана не чужд хрупкости памяти.После рождения сына она пережила короткий период амнезии, в котором не могла вспомнить целое десятилетие. «Я думала, что снова учусь в аспирантуре», — говорит она. «Это действительно пугающий и загадочный опыт». В конечном итоге она надеется, что подобные ее исследования помогут ученым восстановить воспоминания, утраченные в результате травм и неврологических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера.

«Мозг на своем языке электрически», — говорит она. «Так что, если мы сможем общаться с мозгом электрически, возможно, мы сможем помочь, когда что-то пойдет не так.”

Борьба со страхом

Подумайте на секунду о том, чего вы боитесь. Это могут быть пауки. Или угроза автомобильной аварии. Это может быть так же просто, как нехватка денег для оплаты аренды в следующем месяце. Для многих из нас эти страхи связаны с воспоминаниями о прошлом опыте.

Когда мы формируем эпизодические воспоминания о событиях, которые с нами происходили, задействуются три области мозга: гиппокамп, неокортекс и миндалевидное тело. Гиппокамп берет информацию из наших воспоминаний и физически кодирует ее в связи между нейронами.Позже эти данные иногда передаются в неокортекс — тонкую ткань, которая формирует внешний слой мозга — для длительного хранения. Но именно миндалевидное тело, мозговая масса миндалевидной формы, наполняет наши воспоминания такими эмоциями, как страх.

«Если переживание имеет сильный эмоциональный компонент, миндалевидное тело впрыснет его во вновь формирующуюся память», — говорит Бернетт. «Если у кого-то активная миндалевидное тело, они учатся бояться вещей».

Ученые из Квинслендского института мозга изучают нейронное оборудование, стоящее за воспоминаниями о страхе и травмах.(Кредит: Jiris / Shutterstock)

В последние годы ученые узнали много нового об оборудовании нашего мозга, которое модулирует нашу реакцию на пугающие воспоминания. В Квинслендском институте мозга в Австралии исследователи регистрируют электрическую активность, возникающую между этими тремя областями мозга у мышей, поскольку они боятся определенного ощущения или шума.

«Вы берете нейтральный раздражитель, например, тон или свет, и с помощью этого даете животному отталкивающий раздражитель, например, удар ногой или громкий шум», — говорит нейробиолог Панках Сах, директор института.«И животное довольно быстро узнает, что этот безобидный раздражитель предсказывает этот отталкивающий. Затем формируется память об этом.

«Если вы сделаете это с крысами три или четыре раза сегодня, а через год вернетесь и представите тот же тон, то животное запомнит, что тон был пугающим, и отреагирует соответствующим образом», — добавляет он. «Вы можете делать то же самое с людьми».

Эту обусловленность тоже можно использовать во благо. Если мышь снова и снова услышит тот же тон, но без шока, то звук перестанет заставлять животное замирать от страха.В конце концов, благодаря процессу, называемому угасающим обучением, боль памяти исчезает. Этот процесс является ключом к поведенческой терапии пациентов с такими состояниями, как посттравматическое стрессовое расстройство. Но, несмотря на эффективность этих техник, тренировка угасания не стирает травмирующие воспоминания — она ​​просто лишает их силы. Если что-то напоминает кому-то исходное травмирующее воспоминание в новом контексте, даже после исчезновения, оно может снова закрепиться, вновь образуя связь между триггером и реакцией.«Люди, употребляющие героин инъекционным путем, могут научиться не делать этого», — говорит Сах. «Но когда контекст меняется или что-то происходит в окружающей среде, и это уже не место, где безопасно, все эти воспоминания возвращаются».

(Источник: Torook / Shutterstock)

Сах считает, что более четкое понимание того, почему некоторые травматические воспоминания возвращаются после терапии, может привести к более эффективному лечению таких расстройств, как посттравматическое стрессовое расстройство и зависимость. В исследовании Nature Neuroscience 2018 года Сах и его коллеги использовали оптогенетику на крысах, чтобы определить схемы в мозге, которые контролируют возвращение травматических воспоминаний.Понимая эти механизмы, говорит Сах, можно будет разработать новые лекарства для предотвращения рецидивов. «Мы ищем более конкретное [химическое] соединение, — продолжает он. «Вот как вы на самом деле лечите эти расстройства: понимаете цепи, лежащие в основе [их], и рецепторы, которые участвуют в этом».

И благодаря приливной волне новых технологий, по словам Сах, эти достижения могут когда-нибудь помочь ученым лечить расстройства памяти так же, как мы используем лекарства для борьбы с сердечными заболеваниями.«Все исследования мозга сейчас действительно переживают революцию», — добавляет он. «Это действительно прекрасное время для нейробиологии».

---

Алекс Орландо — помощник редактора Discover.

Стимуляция мозга улучшает воспроизведение памяти, точность

Вы могли вспомнить, что ели хлопья на завтрак, но забыли цвет миски. Или вспомните, как ваш партнер убирает молоко, но не может вспомнить, на какой полке.

Новое исследование Northwestern Medicine улучшило запоминание сложных, реалистичных событий, подобных этим, путем применения транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) к сети мозга, ответственной за память.Затем авторы предложили участникам посмотреть видеоролики с реалистичными упражнениями, чтобы измерить, как работает память при выполнении повседневных задач.

Исследование показало, что стимуляция мозга приводит к более качественному восстановлению воспоминаний в мозгу. «Восстановление — это когда мозг воспроизводит или заново переживает оригинальное событие», — сказала ведущий автор Мелисса Хебшер, научный сотрудник Медицинской школы им. Файнберга Северо-Западного университета.

После стимуляции активность мозга человека во время запоминания видео больше напоминала активность мозга человека, когда он смотрел это видео в первый раз.

«Вот почему воспоминания иногда могут ощущаться как« мысленное путешествие во времени », — сказал Хебшер. «Наши результаты показывают, что стимуляция улучшает воспроизведение памяти в мозгу и повышает точность. Эти открытия имеют значение для разработки безопасных и эффективных способов улучшения реальной памяти ».

Исследование проводилось на здоровых молодых людях в контролируемых лабораторных условиях. Однако эти методы в конечном итоге могут быть использованы для улучшения памяти у людей с нарушениями памяти из-за повреждения мозга или неврологических расстройств, сказал Хебшер.

Исследование было опубликовано 4 февраля в журнале Current Biology.

Новый подход к изучению памяти: включение видео

Авторы исследования использовали TMS с целью изменения активности мозга и памяти для реалистичных событий. Сразу после стимуляции испытуемые выполняли задание на память, при этом их мозг сканировали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).

Вместо того, чтобы показывать участникам исследования картинки или списки слов — типичная практика лабораторных тестов, которые анализируют память — участники этого исследования смотрели видеозаписи повседневных действий, например, когда кто-то складывает белье или выносит мусор.

«В нашем исследовании использовались видеоклипы, которые более точно воспроизводят повседневную работу памяти», — сказал Хебшер.

После стимуляции участники исследования более точно ответили на вопросы о содержании видеоклипов, таких как определение цвета рубашки, в которой был одет актер, или наличие дерева на заднем плане.

Как работает исследование

Авторы исследования использовали метод визуализации мозга, называемый анализом многовоксельных паттернов, для сравнения паттернов мозговой активности, когда испытуемые смотрели видео, с мозговой активностью, когда испытуемые вспоминали то же видео.Ученые измерили эффект стимуляции, сравнив память и активность мозга после стимуляции сети памяти с такими же показателями после стимуляции контрольной области мозга, не принадлежащей к сети памяти.

Во время теста памяти испытуемые просматривали большой набор видеоклипов, а затем запоминали их и отвечали на истинные / ложные вопросы о содержании видеозаписей. Исследователи обнаружили, что стимуляция сети памяти увеличивает количество вопросов, на которые испытуемые ответили правильно.Это также увеличило восстановление видео в областях мозга, связанных с визуальной обработкой.

«Последующие исследования будут работать для сбора более надежных показателей сети мозга, ответственной за память у здоровых людей, а также у пациентов с нарушениями памяти», — сказал Хебшер. «Наличие более надежного измерения этой сети поможет нам легче идентифицировать восстановление в мозгу и может помочь повысить эффективность стимуляции для улучшения памяти».

Старшим автором является Джоэл Восс, доцент кафедры медико-социальных наук, неврологии, психиатрии и поведенческих наук в Файнберге.Среди других северо-западных авторов — Торстена Канта, доцента неврологии в Файнберге, и научного сотрудника Джеймса Э. Крагеля.

В разработке находятся мозговые имплантаты, улучшающие память. Вы бы получили один?

Как далеко вы зайдете, чтобы уберечь свой ум от неудач? Вы бы зашли так далеко, чтобы позволить доктору просверлить отверстие в вашем черепе и воткнуть микрочип в ваш мозг?

Это не праздный вопрос. В последние годы нейробиологи добились больших успехов в расшифровке кода памяти, выяснив, как именно человеческий мозг хранит информацию, и научились реконструировать этот процесс.Теперь они достигли стадии, когда начинают применять всю эту теорию на практике.

В прошлом месяце две исследовательские группы сообщили об успехе в использовании электрических сигналов, передаваемых в мозг через имплантированные провода, для улучшения памяти в небольших группах подопытных пациентов. «Это важный этап в демонстрации способности восстанавливать память у людей», — говорит доктор Роберт Хэмпсон, нейробиолог из Медицинской школы Уэйк Форест и руководитель одной из групп.

Исследование финансируется Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США, которое рассматривает имплантаты мозга как технологию, изменяющую жизнь 270 000 американских солдат, получивших черепно-мозговую травму в бою.Однако возможные приложения идут гораздо дальше. Имплантаты мозга могут также изменить жизни миллионов американцев, борющихся с болезнью Альцгеймера и другими когнитивными расстройствами, или даже помочь предотвратить снижение умственного развития, с которым все мы сталкиваемся по мере взросления.

«Самое важное здесь — это расшифровка: мы наконец-то смогли использовать большие данные человеческого мозга», — говорит д-р Майкл Кахана, профессор психологии в Университете Пенсильвании и руководитель другой группы, которая недавно сообщил об успехе в улучшении памяти.«В этой области много шумихи, но это не шумиха. Это реально.

Все начинается в ухе

Сегодняшние открытия в области мозговых имплантатов набирают обороты, по крайней мере, с 1961 года, когда доктор Уильям Хаус изобрел кохлеарный имплант как инструмент для восстановления слуха у людей с глубокой глухотой. В то время многие коллеги Хауса считали идею взлома слухового нерва абсурдной. Но это сработало, и сейчас такие имплантаты используют более 300 000 пациентов по всему миру.

Связанные

В 2002 году ситуация накалилась, когда Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило глубокую стимуляцию мозга в качестве лечения болезни Паркинсона, нейродегенеративного расстройства, от которого страдают около 10 миллионов человек во всем мире. Это лечение, при котором устройство, подобное кардиостимулятору, направляет крошечные электрические токи в мозг, оказалось очень эффективным в борьбе с тремором и ригидностью, которые являются отличительными чертами болезни Паркинсона.

Помимо болезни Паркинсона, сейчас для лечения обсессивно-компульсивного расстройства, депрессии и эпилепсии используется глубокая стимуляция мозга.«Мы видим, что у людей улучшается состояние на 40 или даже 70 процентов, что очень много», — говорит доктор Хизер Берлин, когнитивист из Медицинской школы Икана на горе Синай, которая много работала с пациентами, страдающими когнитивными расстройствами.

Но даже по меркам тех успехов последние достижения в области имплантатов памяти впечатляют. Впервые исследователи показали, что возможно не только подавить электрические осечки в мозгу, но и усилить одну из важнейших функций мозга — способность кодировать новые воспоминания, а затем извлекать их.

Анатомия бустера для мозга

Чтобы обойти этические проблемы, вызванные идеей вмешательства в человеческий мозг, команды Wake Forest и Penn State проводят исследования людей с эпилепсией, которым уже должны были поставить имплантаты мозга.

Установив эти имплантаты, команда Каханы считала сигналы мозга 25 испытуемых, в то время как они выполнили простой тест на запоминание слов. Ученые отметили, какие области мозга были связаны с плохим кодированием памяти, а затем подали крошечные разряды электричества, чтобы выборочно нарушить активность в этих областях, позволяя доминировать другим областям с правильной реакцией памяти.

Когда испытуемые позже проходили тестирование, их результаты в тестах памяти подскочили в среднем на 15 процентов. «Это может показаться не таким уж большим, но 15 процентов эквивалентны 18-летнему возрасту мозга», — говорит Кахана, добавляя, что это все равно что перематывать воспоминания 43-летней девушки к тому, что было, когда ей было 25 лет.

«Мы не пытаемся лечить болезнь как таковую», — говорит он. «Мы пытаемся поддерживать нервную систему как можно ближе к оптимальному состоянию».

В баптистской больнице Уэйк Форест Хэмпсон и его сотрудники проявили еще более смелый подход.Они манипулировали воспоминаниями 20 подопытных, достигая непосредственно гиппокампа, структуры в форме морского конька глубоко внутри мозга, которая обычно считается местом памяти.

Команда университетских профессоров проверила мозговой имплант, который может улучшить долговременную память людей. USC

Когда испытуемые завершили тест на кратковременную память, исследователи записали электрические сигналы, связанные с правильными ответами. Затем Хэмпсон и компания провели отдельный эксперимент, в котором те же записанные сигналы передавались в мозг.Когда мужчины и женщины впоследствии прошли тесты на память, их результаты выросли на 35 процентов.

«Это показывает, что мы можем применять стимуляцию мозга очень целенаправленно — чтобы усилить определенные коды, которые мозг использует для формирования воспоминаний», — говорит Хэмпсон.

Пробираясь к голове

Теперь, когда мы знаем, что можно расшифровать нейронную активность и усилить определенные виды воспоминаний, «мы проведем тесты с дополнительными пациентами», — говорит Хэмпсон. «Мы узнаем больше не только о том, как создаются и хранятся воспоминания, но и о том, что отличает разные типы воспоминаний.”

Еще предстоит проделать большую работу, чтобы протезы памяти работали в повседневном использовании и были безопасными. Но уже несколько академических групп и стартапов стремятся разработать стимуляторы, которые могут обрабатывать большие данные мозга, не требуя громоздкого оборудования, которое использовалось в экспериментах в Уэйк Форест и Пенсильвании. Цель — система, похожая на кардиостимулятор, с мозговым имплантатом, подключенным к небольшому контроллеру с батарейным питанием, хирургически вставленному под кожу.

«Мы надеемся разработать полностью имплантируемое устройство и провести испытания этого устройства в ближайшие несколько лет», — говорит Кахана.К 2021 году Paradromics, стартап из Сан-Хосе, планирует продать то, что он называет «кортикальным модемом», имплант, способный считывать состояния мозга и стимулирующие сигналы со скоростью 1 гигабайт данных в секунду.

Если имплантаты, улучшающие память, будут работать должным образом, их потенциальное применение может выйти далеко за рамки людей с черепно-мозговой травмой и болезнью Альцгеймера, говорит Кахана. В конце концов, подходящие пациенты могут включать людей с возрастной потерей памяти, то есть почти всех, кто живет достаточно долго.

«Приведут ли нейронные имплантаты к двум классам граждан, усиленным и неусиленным? Что, если кто-то может взломать ваш имплант и повлиять на ваши мысли и поведение? » Берлинские чудеса. «Технология будет продолжать развиваться, поскольку она дает реальные преимущества, но моим детям, вероятно, придется столкнуться с этими вопросами на собственном опыте».

ПОДПИСАТЬСЯ НА NBC NEWS MACH В TWITTER, FACEBOOK И INSTAGRAM.

Центр памяти и мозга

Дневной симпозиум чествует наследие Говарда Эйхенбаума

Скачать видео с Академической ретроспективы

Памятные подарки

Мемориальные подарки могут быть переданы Фонду неврологии бакалавриата профессора Говарда Эйхенбаума при Бостонском университете.Подарки по почте могут быть отправлены, включив записку с указанием Фонда Эйхенбаума, выписав чеки на имя «Попечителей Бостонского университета» и отправив их по адресу: Boston University Gifts & Records, 595 Commonwealth Avenue, Suite 700, Boston, MA 02215. Онлайн-подарки могут можно сделать на www.bu.edu/campaign/donate-now/ Нажмите кнопку «передать BU», затем нажмите «Другой фонд» под кнопкой «Причина», а также напишите «Фонд Эйхенбаума» в текстовом поле.

Ховард Эйхенбаум из BU скончался от некролога, 69

Фото Дэна Киркси, KDKC Photos, Эскондидо, Калифорния.

Журнал Ретроспективный научный журнал Howard_Eichenbaum_Science2017

Science Direct Science Direct Говард Эйхенбаум 2017

_________________

ЦЕНТР ПАМЯТИ И МОЗГА ИМЕЕТ СОВЕРШЕННО НОВЫЙ ДОМ.

Центр комплексных наук о жизни и инженерии им. Раджена Килачанда

авеню Содружества 610, 7-й этаж, Бостон, Массачусетс 02215

____________________

Центр памяти и мозга Бостонского университета (CMB) был основан как центр передового опыта в области исследований, обучения и преподавания когнитивной нейробиологии памяти.CMB состоит из преподавателей кафедр психологии и мозговых наук, биологии и математики. Небольшая основная группа нейробиологов, составляющих CMB, дополняют друг друга техническими способностями и разделяют особый интерес к характеристике механизмов памяти мозга. CMB уникален тесными рабочими отношениями между преподавателями и непрерывным опытом на всех уровнях анализа памяти. Мы проводим дополнительные и совместные исследования, направленные на описание «принципиальной схемы» памяти в человеческом мозге, и мы обучаем на всех уровнях и обучаем нейробиологов в этой области.

Основные участники:

Говард Эйхенбаум, директор Центра памяти и мозга; Уильям Фэйрфилд Уоррен, заслуженный профессор, является всемирно признанным лидером в области нейропсихологии памяти у животных и характеристики кодирующих свойств памяти нейронов.

Майкл Хассельмо, заместитель директора Центра памяти и мозга; Профессор психологии и наук о мозге; Директор Центра системной нейробиологии — всемирно известный лидер в области вычислительного и экспериментального анализа нейронных цепей, опосредующих память, и в фармакологии памяти.

Нэнси Копелл, профессор математики, является экспертом по нейронной динамике и особенно интересуется нейронными ритмами и их функциями.

Шанталь Э. Стерн, профессор психологических наук и наук о мозге и преподаватель Центра MGH-ЯМР, является экспертом в области визуализации систем памяти человеческого мозга.

вопросов памяти (для детей) — Nemours Kidshealth

Помните те замечательные летние каникулы, которые вы взяли в прошлом году? Когда вы думаете об этом, вы можете увидеть вспышки дня, проведенного вами в плавании, или ночи, проведенной за просмотром фейерверков, взрывающихся высоко в небе.

Но как сохранить эти изображения, чтобы потом ими можно было наслаждаться? Это ваша память — и это часть вашего сложного и разностороннего мозга.

Что такое память?

Когда происходит событие, когда вы чему-то узнаете или встречаетесь с кем-то, ваш мозг определяет, нужно ли сохранять эту информацию. Если ваш мозг считает информацию важной, он помещает ее в «файлы» вашей памяти.

Вы, наверное, знаете, что ваш мозг состоит из разных частей. Некоторые из них важны для памяти.Гиппокамп (скажем: hih-puh-KAM-pus) — одна из наиболее важных частей мозга, обрабатывающих воспоминания.

Считается, что старая информация и новая информация, или воспоминания, обрабатываются и хранятся в различных областях коры головного мозга , или «сером веществе» мозга — самой большой и самой удаленной части мозга.

Что может пойти не так с памятью?

Как ни прекрасна память, она не всегда идеальна. Это нормально — иногда забывать имя кого-то, кого вы только что встретили, или место, где вы ставите обувь.И, конечно же, все забыли ответ на тесте. Штопать! Вы тоже это знали!

Также люди часто забывают больше вещей по мере взросления. Ваши родители, бабушка и дедушка могут шутить о том, что у них «момент старости». Вот когда они что-то забывают.

Но некоторые проблемы с памятью серьезны, например, когда человек болен болезнью Альцгеймера. При этом заболевании накапливаются отложения, и нервные клетки перестают работать, что приводит к потере памяти.

Инсульт, который также поражает пожилых людей, — еще одна медицинская проблема, которая может повлиять на чью-то память.Инсульт — это когда кровь не попадает во все части мозга либо из-за закупорки пути, либо из-за разрыва кровеносного сосуда (по которому течет кровь).

Страница 1

Повреждения головного мозга влияют на память

В любом возрасте травма головы и мозга может вызвать нарушение чьей-либо памяти. Некоторым людям, выздоравливающим после черепно-мозговой травмы, необходимо заново учить старые вещи, например, как разговаривать или завязывать шнурки. Вот почему так важно защищать голову, пристегивая ремень безопасности в машине и надевая шлем, когда вы катаетесь на коньках, играете в футбол, катаетесь на велосипеде, скейтборде или носите кроссовки на роликах.

Возможно, вы слышали о проблеме с памятью под названием амнезия (скажем: am-NEE-zhuh). Это когда кто-то не может вспомнить то, что произошло недавно, а иногда даже то, что произошло давно. Обычно это не так, как по телевизору или в фильмах. Люди редко забывают свои имена и обычно поправляются медленно, а не сразу, потому что происходит что-то драматическое — например, поцелуй от мечтательного принца или принцессы!

Самая частая причина амнезии — черепно-мозговая травма (TBI) .ЧМТ возникает в результате сильного удара по голове. Черепно-мозговые травмы могут произойти по-разному и могут быть достаточно серьезными, чтобы вызвать кому (длительное бессознательное состояние), или человек может быть просто оглушен, даже не потеряв нокаут (как при некоторых сотрясениях мозга).

Автомобильные аварии, аварии на велосипеде и падения могут вызвать ЧМТ. Если вы когда-нибудь видели, как кого-то ударили по голове в игре Национальной футбольной лиги, возможно, вы видели, как этого игрока допрашивали в сторонке. Врач может задать человеку несколько основных вопросов — например, что случилось, где он находится и за какую команду играет.Незнание правильных ответов могло быть первым признаком черепно-мозговой травмы.

Злоупотребление алкоголем или употребление запрещенных наркотиков — еще один способ повредить мозг и вызвать проблемы с памятью. Галлюциногены (например, ЛСД или ПХФ) могут изменять определенные химические вещества в мозгу, что на самом деле затрудняет воспроизведение воспоминаний.

Стр. 2

Признаки проблемы с памятью

Человек может — или не может — замечать признаки своей собственной проблемы с памятью. Если кто-то получил черепно-мозговую травму, врачи, медсестры и члены семьи будут предупреждать о появлении признаков проблемы.

Человек, у которого проблемы с памятью, не сможет запоминать важные вещи в течение разного времени. Чем тяжелее болезнь или травма, тем дольше может длиться потеря памяти. Некоторые люди забывают только моменты до и после травмы, что не является необычным для сотрясения мозга. Иногда эти воспоминания возвращаются.

Более серьезные проблемы с памятью, такие как болезнь Альцгеймера, могут затруднить запоминание того, что произошло несколько дней, недель, месяцев или даже лет назад, и может быть трудно учиться и запоминать новое.

Что сделает доктор?

Каждый раз, когда человека ударили по голове, важно обратиться к врачу. Врач проверит способность человека вспоминать события, имена или места, задавая множество вопросов. В случае подозрения на травму головного мозга врач может также сделать снимок мозга и черепа пациента с помощью так называемого КТ .

Если у человека потеря памяти из-за травмы головы, врач разработает план лечения, чтобы помочь мозгу исцелиться и, при необходимости, помочь человеку заново запомнить вещи, о которых он забыл.Если проблема с памятью вызвана употреблением наркотиков или алкоголя, человеку необходимо прекратить злоупотреблять этими веществами, прежде чем его или ее память улучшится.

При инсульте память может вернуться, но это зависит от тяжести и места инсульта в головном мозге. При болезни Альцгеймера потерянную память невозможно восстановить, но ученые работают над лекарствами, которые, как они надеются, когда-нибудь предотвратят такую ​​потерю памяти.

Большинство проблем с памятью затрагивает пожилых людей, так что вы можете сделать для своей памяти, если вам 8, а не 88? Не забывайте носить шлем, используйте свой мозг! Выполняя сложные задания, например, читая и разгадывая головоломки, вы тренируете свой ум, чтобы помнить о прекрасных воспоминаниях на долгие годы!

.