Ученые близки к разгадке человеческой памяти

Остановитесь и немного подумайте. Что вы помните о сегодняшнем завтраке? Одна часть вашего мозга вспомнит запах кофе, тогда как другая - улыбку супруга, которую вы заметили, выходя из дома. Как мозг связывает эти фрагменты воедино, и как он воскрешает их в сознательной жизни?

Исследователи во главе с профессором Ицхаком Фридом (Itzhak Fried), нейрохирургом клиники Университета Тель-Авива, научно доказывают то, о чем давно уже подозревали ученые: во время воспоминания возбуждаются те же самые нейроны, что и во время получения опыта. Это открытие, опубликованное в престижном журнале Science в октябре, предоставило ученым более точную картину того, как работает воспроизведение воспоминаний, и имеет особое значение для понимания таких умственных расстройств, как болезнь Альцгеймера, при которой фрагменты мозаики воспоминаний постоянно рассыпаются.

Редкий проблеск в вашем мозге

«Это редкая возможность увидеть, как нейроны, основные единицы сознания, работают в процессе воспоминания», - говорит профессор Фрид из Калифорнийского университета Лос-Анджелеса (UCLA). «Этот процесс уникален, так как у нас есть возможность посмотреть на отдельные клетки мозга в тот момент, когда люди спонтанно и без внешнего воздействия обращаются к какому-либо событию в памяти».

Исследование было сложным и могло проводиться только на людях, так как животные не обладают способностью выражать свои воспоминания словестно. «Посмотреть на единичные нейроны можно только при определенных обстоятельствах, - говорит он. - И нам удалось этого достичь».

Отслеживая активность мозга исследуемого, когда электроды записывают работу отдельных нейронов, профессору Фриду и его израильским коллегам удалось наблюдать воспроизведение воспоминания человека в процессе в реальном времени. Это беспрецедентно, говорят его коллеги, назвавшие это исследование «основополагающим».

Где мы теряем сознание

Профессор Фрид обнаружил эти нейроны в гиппокампусе. Гиппокампус как раз тот участок мозга, который повреждается у пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера, и является ответственным за формирование памяти и воспоминаний.

Гиппокампус, маленький участок мозга, имеющий форму морского конька, хранит кратковременные «эпизодические» воспоминания: не долговременные воспоминания из вашего детства, а кратковременные, например, воспоминания о том, что вы ели на завтрак.

Утрата функций этого участка мозга при болезни Альцгеймера объясняет тот факт, что пациенты дезориентируются в привычном окружении. «Это структура, в которую поступают новые воспоминания, и там же они обрабатываются», -говорит профессор Фрид, отмечая, что в результате недавнего исследования были активны клетки именно этой области. Эти же самые клетки воскрешаются, когда новое воспоминание спонтанно запрашивается исследуемым.

От Пруста (Proust) до Джорджа Костанцы (George Costanza) и Гомера Симпсона (Homer Simpson)?

В исследовании профессор Фрид изучал деятельность нейронов мозга 13 пациентов, больных эпилепсией, во время просмотра ими ТВ сериалов, подобных «Сейнфилд» (Seinfield) и «Симпсоны» (The Simpsons). Через некоторое время пациентам нужно было описать свои воспоминания о просмотренных видеоклипах. Во время воспоминания по запросу пациента возбуждались те же самые нейроны, что и при просмотре клипа. Вскоре по нейронам, которые возбуждаются за секунды до словесного воспроизведения воспоминания, исследователи уже могли предсказывать какой клип вспоминают участники эксперимента.

Профессор Фрид, сотрудничающий с Израильским госпиталем «Ичилов» (Israel\'s Ichilov Hospital), намеривается продолжить исследование, которое позволит науке лучше понять то, как формируются воспоминания. Профессор Фрид говорит, что формирование памяти - одна из величайших загадок человеческого сознания. Он убежден, что воспоминания формируются ассоциациями, и надеется понять процесс формирования и воспроизведения ассоциаций из гиппокампуса.

Над этим проектом также работают его коллеги: Хагар Гельбарт-Сагив (Hagar Gelbart-Sagiv), Мичел Харел (Michal Harel) и профессор Рафи Мэлах (Rafi Malach) из Института имени Вейцмана (Weizmann Institute), и Рой Мукамел (Roy Mukamel) из UCLA.