Наука запоминания и забывания

Элеонор Магуайр — профессор Университетского колледжа Лондона и Центра нейродиагностики фонда Wellcome Trust. Она прославилась исследованием, показавшим, что для мозга лондонских таксистов характерны явные, значительные изменения, если сравнивать с мозгом тех, кто не готовился к сдаче The Knowledge. Так называется тест, который, прежде чем сесть за руль, в Лондоне сдают все водители такси; согласно требованиям, им необходимо помнить наизусть 25 000 улиц и 320 маршрутов — и всё это без помощи карт и GPS. Тот факт, что подобный тест способен оставить в мозге заметный след, пошатнул базовые представления о водителях такси.

«К нашему собственному удивлению, мы обнаружили, что у таксистов изменен сам гиппокамп: его задняя часть намного крупнее, чем у большинства среднестатистических людей», — рассказывает Магуайр.

Лондон — это не только лабиринт новых и старых улиц и переулков, это еще и среда, способная натренировать пространственную память до весьма высокого уровня. Пока Магуайр, сидя у себя в кабинете, раздумывала, кто поможет ей в исследовании, тысячи выдающихся мнемонистов ездили мимо на отполированных до блеска машинах. И вдруг она поняла, за кого возьмется. Не будь у Лондона столь хаотичного плана и жесткого тестирования, обязательного для всех водителей такси, она бы не приобрела мировую известность как исследователь памяти, причем среди не только собственных коллег- ученых, но и целого профессионального сообщества водителей.

Почему именно у таксистов нашелся ключ к ряду тайн памяти? Таксисты-англичане годами учатся и сдают тесты. Многие трудятся в совершенно другой профессиональной области, живут в Лондоне, а в свободное время верхом на мопеде внимательно изучают улицы и маршруты, закрепив на руле табличку с буквой L и карту.

«Семнадцать лет назад, когда я сдавала The Knowledge, маршрутов было 400», — рассказывает Джуди Эллиотт — с явной гордостью и долей презрения к тем, кто столь дешево отделывается во время экзамена в наши дни.

На подготовку к тесту ей самой понадобилось два года и десять месяцев, и ей пришлось очень нелегко.

 «Я одна из немногих женщин-таксистов, и уже поэтому мне было важно его пройти», — говорит она.

Поэтому она не сдалась. Во время экзамена проверяющие сделали всё, чтобы заставить испытуемых понервничать. Если те планируют работать таксистами в одном из крупнейших мегаполисов мира, им необходимо уметь справляться со стрессом.

Как таксисту, Джуди пришлось выучить все участки с круговым движением и немалую часть светофоров, а также научиться подъезжать к пункту назначения так, чтобы клиент спокойно выходил с левой стороны автомобиля. А еще она постоянно учит названия пабов, сменивших владельца, новых модных мест, регулярно открывающихся по всему мегаполису, и следит за объявлениями о перекрытии улиц и крупных пробках. Если таксист везет вас в объезд, значит, самый короткий путь именно сегодня — не обязательно самый быстрый.

Кажется, мы подкинули ей непростую задачу. Мы находимся в Блумсбери, а попасть нам надо на Шортстрит — до этой совсем маленькой улочки возле Темзы всего четыре километра. Мелкая, невзрачная улица — ее запомнить гораздо сложнее, чем крупное шоссе. Сначала она решила, что нам нужна Шортер-стрит, расположенная рядом с Тауэром.

«Подождите. Да, теперь я поняла, — говорит она и описывает театр, паб, магазин и их расположение вдоль Шорт- стрит. — Я совершенно четко представляю себе улицу».

Джуди везет нас по городу, а мы, улыбаясь и кивая, про себя допускаем вероятность того, что она ошибается. Но направление движения во всяком случае верное.

«Мы изучаем так называемые точки притяжения — благодаря им я мысленно представляю себе улицу, вижу ее перед собой и понимаю, куда ехать», — говорит она.

Сначала Джуди обшаривает все уголки памяти в поисках точек притяжения — когда она обнаруживает нужные, перед ее глазами разворачивается карта необходимой части города со всеми улицами. И вот мы оказываемся на месте, а за окном проплыли небольшое здание театра, магазин и паб — всё как она и говорила.

«Люди считают, что интернет заменит им память, но точно так же говорили и про другое новомодное изобретение — книги, когда они только- только появились, — замечает Элеонор Магуайр. — В будущем всем нам понадобится наша собственная память. Хотя теперь у нас есть GPS, она нужна нам, чтобы сориентироваться, например, в крупной больнице, где все отделения похожи друг на друга. А водители такси принимают более правильные решения, чем GPS, и делают это быстрее».

Сама она признается, что у нее плохая пространственная память и в больших зданиях ей бывает сложно найти нужный зал, хотя путешествует она много — почти как премьер-министр — и, по идее, возможность потренироваться у нее была.

Ее исследовательская группа изучала мозг водителей такси по нескольким параметрам. В начале эксперимента ученые привлекли к себе внимание, впервые обнаружив зримые доказательства того, что мозг меняется, когда мы осваиваем новый навык. В итоге исследование получило Шнобелевскую премию — шуточного двойника Нобелевской — с формулировкой «за доказательство того, что лондонские таксисты имеют более развитый мозг по сравнению со своими соотечественниками».

Профессор Магуайр отправилась за премией в Гарвард — за наночастицей золота в прозрачном футляре.

Всю дорогу домой она сжимала крохотный трофей в руках — а затем он разбился об пол у нее в кабинете. Судя по всему, нанослиток золота проглотил пылесос. Но лондонские таксисты гордятся тем, что выдающиеся свойства их мозга теперь известны всем. Вероятно, открытие совсем незначительно повлияло на их профессиональную гордость — она и раньше была на весьма высоком уровне.

Исследование Магуайр поставило больше вопросов, чем дало ответов. Оказалось, что у таксистов, активно тренировавших пространственную память, увеличилась масса задней части гиппокампа. Но является ли это доказательством пластичности — то есть способности влиять на мозг?

А вдруг те, кому удалось сдать тест The Knowledge, изначально имели к этому способности, то есть их гиппокамп был больше? Чтобы получить окончательный ответ на этот вопрос, команда Элеонор Магуайр провела масштабное исследование. Ученые наблюдали за желающими стать таксистами с первого дня и до сдачи экзамена. Они измеряли объем мозга испытуемых и тестировали их память и до начала обучения, и в самом конце. В этот раз исследование четко продемонстрировало, что процесс обучения влечет за собой изменения в гиппокампе. До начала учебы гиппокамп будущих таксистов по размерам не отличался от гиппокампа среднестатистического человека. Увеличение гиппокампа стало заметным спустя месяцы и годы упорного труда и долгих поездок на мопеде. Это вполне доказывает, что мозг поддается тренировке. Но ученые обнаружили еще одну особенность: изменения появились лишь у тех, кому удалось сдать тест The Knowledge. Очевидно, количество практики напрямую связано с тем, пройдет испытуемый тест или нет, — вот еще одно доказательство эффективности занятий. Если у испытуемого не получилось сдать The Knowledge, причин тому огромное количество: одни не выдерживают многолетней гонки — тяжелое финансовое положение в сочетании с постоянными поездками в свободное время; другим уделять учебе достаточно времени мешают семейные обязанности. Есть также качество, трудно поддающееся измерению: а может быть, у тех, кто сдал The Knowledge, мозг обладал большим потенциалом к изменениям, чем у тех, кому это не удалось? Что именно является решающим фактором — пол, какие- то особые вещества, способствующие росту мозга, питание или что-то еще, — науке неизвестно до сих пор.

«Сейчас мы точно знаем, что память меняется в зависимости от наших потребностей, в том числе и в старости», — говорит Магуайр.

Тем самым она дарит надежду не только всем тем, кто стремится как можно дольше поддерживать мозг в наилучшей форме, но и тем, на чью память повлияли травма, эпилепсия, болезнь Альцгеймера или даже ранние стадии деменции.

Столь специфичная тренировка одного отдела мозга — это лишь крошечная зацепка. Возможности для роста у органа в нашей голове небезграничны, а потому благодаря тренировке памяти ни у кого из нас мозг не раздуется до огромных размеров. На самом деле за тренировку памяти приходится платить — во всяком случае, лондонским таксистам.

«Задняя часть гиппокампа увеличивается, но в тоже время слегка уменьшается передняя, — говорит Магуайр. Из-за тренировки пространственной памяти у таксистов ухудшается другой ее вид — они хуже запоминают фигуры.

Магуйар с помощью простого теста выявила заметное отличие от обычных людей.

«Для мозга приоритет приобретает пространственная память, а потому другим формам визуальной информации приходится уступить ей место», — объясняет она.

Как же тренировать мозг?

Происходящее в мозге во время обучения — большая тайна. Когда мы качаем мышцы, мы знаем, что меняются мышечные клетки — они заметно увеличиваются в размерах у поднимающих тяжести спортсменов. Однако с мозгом всё не так просто. Элеонор Магуайр выявила значительные изменения в мозге лондонских таксистов — со стороны они, разумеется, не видны. А если говорить о мозге целиком, они и вовсе крошечные. Еще менее понятно, в чем, собственно, эти изменения состоят. Каждое образующееся воспоминание создает тысячи изменений в связях между нейронами — Терье Лёмо продемонстрировал это на мозге кролика. Увеличивается ли гиппокамп именно благодаря им?

При долговременной потенциации изменения в клетках протекают в том числе на морфологическом и биохимическом уровнях. Появляются новые отростки, улучшающие передачу сигнала. В принимающих сигнал клетках образуются специальные молекулы, сильнее реагирующие на воздействие от отправителя сигнала. Ученые долго предполагали, что больше ничего в мозге не происходит. До недавнего времени считалось, что к 20 годам рост мозга человека в целом завершается. Если говорить о нейронах, они занимают свои места с самого нашего рождения. Все сто с лишним миллиардов нейронов! После рождения и вплоть до смерти человека они постепенно отмирают — один за другим. Уменьшение массы мозга, вероятно, ждет всех нас. Но взрослые особи певчих птиц способны вырастить новые клетки мозга во взрослом состоянии — новые нейроны есть и в мозге взрослого человека.