Как мы запоминаем — функционирование памяти

Свежесформированные воспоминания необходимо стабилизировать, им нужно придать плотности, или консолидировать, и тогда они проживут долго; недавние исследования показывают, что этот процесс происходит «оффлайн», т.е. когда мы спим. Сохраненные воспоминания далее укрепляются, или «реконсолидируются», — становятся временно неустойчивыми, и их можно видоизменить или как-то иначе на них повлиять.

Формирование воспоминания, как сейчас считают, связано с усилением синаптических связей в нейронной сети, а деятельность внутри этой сети есть «след» памяти. Стоит следу памяти возникнуть, как его отправляют в долговременное хранение — это и называется консолидацией, в процессе которой след памяти реактивируется за период времени от нескольких минут до нескольких часов после того, как он изначально возник.

Недавнее исследование показывает, что воспоминания консолидируются в течение определенных фаз сна, а депривация сна может оказывать разрушительное воздействие на функционирование памяти. В другой работе сообщается о прежде неизвестном механизме под названием «реконсолидация» — в ходе него воспоминания извлекаются из долговременного хранения для дополнительного укрепления. Во время реконсолидации след памяти становится неустойчивым и подвержен изменениям.

А теперь в постель.
У связи между сном и памятью долгая история. Еще в I веке н. э. римский ритор Квинтилиан отмечал, что сладкий ночной сон укрепляет воспоминания, а первые исследования этого явления увидели свет в середине 1920-х годов.

За последнее десятилетие накопились и данные, ясно показывающие, что сон играет важную роль в консолидации свежих воспоминаний.

Сон — загадочная штука, но еще с 1950-х мы знаем, что он состоит из отчетливо выраженных фаз, и каждая характеризуется определенным излучением мозга. Во время сна мы переходим от фазы быстрого движения глаз (БДГ) к фазе небыстрого движения глаз (НБДГ), и на каждой стадии происходит консолидация памяти определенного типа.

Некоторые объяснения можно почерпнуть из исследований пространственно-ориентационных навыков у животных. Гиппокамп и прилегающие к нему участки содержат не менее трех типов клеток, кодирующих карты окружающей среды и воспоминания о том, как в ней перемещаться; активность этих участков можно зафиксировать при помощи микроэлектродов, вживленных в мозг свободно движущихся животных.

Затем, пока животное спит, гиппокамп реактивирует следы памяти и воспроизводит в точности тот же порядок действий, что и наяву. Томографические исследования показывают, что следы памяти человека тоже реактивируются в период сна, и, вероятно, именно это порождает сновидения. В недавних экспериментах участников попросили запомнить список предметов или обучиться некоему двигательному навыку, после чего на следующий день проверили качество запоминания. Участники, которым дали ночью поспать, обычно справлялись с одной и той же задачей лучше не спавших, потому что сон усиливает консолидацию памяти. Аналогично участники, хоть немного поспавшие после обучения, обычно помнят информацию лучше, чем бодрствовавшие. Из этих наблюдений следует, что недостаток сна вреден для памяти. В одном исследовании выявлено, что депривация сна не только мешает выполнению задач, связанных с памятью, но и затрудняет извлечение воспоминаний из памяти долговременной. Недавно было экспериментально показано, что недостаток сна усиливает нашу склонность создавать ложные воспоминания, а это, в свою очередь, имеет очевидные последствия для методов допроса подозреваемых, когда тем подолгу не дают спать.

Неустойчивый фундамент.
Реконсолидация памяти — процесс, при котором воспоминания извлекаются из долговременного хранилища для дальнейшего укрепления. Вскоре после извлечения, однако, след памяти делается неустойчивым, и из-за этого может быть нечаянно видоизменен или намеренно искажен. Реконсолидацию впервые описали в 2000 году; тогда же предложили и механизм, лежащий в основе реконструктивной природы памяти, поскольку в процессе реконсолидации в уже существующие следы памяти может быть интегрирована новая информация. Тем не менее представление о реконсолидации по-прежнему противоречиво, поскольку исследователи издавна считали, что воспоминания после их консолидации остаются относительно устойчивыми.

Процесс реконсолидации можно применить с целью «стирания» воспоминаний. Если точнее, таким способом можно уменьшить эмоциональный отклик на травматические воспоминания, сделав их менее болезненными.

В 2004 году американские исследователи с помощью классического условного рефлекса обучили крыс, что определенное место в клетке связано с электрическим разрядом. И после этого крысы, возвращаясь к этой конкретной точке, выказывали страх, даже если разряда не получали. Затем исследователи впрыснули в амигдалу крысам пропранолол, бета-блокатор, применяемый для снятия гипертензии, а амигдала как раз связана с формированием воспоминаний страха. Препарат вмешался в реконсолидацию памяти и устранил у животных отклик в виде испуга. Несколькими годами позже другая исследовательская группа сообщила, что пропранолол оказывает аналогичный эффект и на людей, и его поэтому, вероятно, можно применять для облегчения посттравматических расстройств.

Позднейшие исследования, опубликованные в 2012 году, показывают, что реконсолидацией можно управлять, ослабляя тягу бывших наркоманов к наркотику и предотвращающая их возвращение в привычную колею. Бывшие наркоманы часто испытывают тягу к наркотику, натыкаясь на предметы, ассоциирующиеся с употреблением наркотических веществ, что приводит к возобновлению привычки. Китайские ученые показывали бывшим героиновым наркоманам, согласившимся участвовать в эксперименте, пятиминутный фильм про героин и утварь, потребную для его применения, за десять минут или за шесть часов перед тем, как повторно показать им те же изображения. У тех, кто видел этот видеоряд с интервалом в десять минут, выявили уменьшение тяги к наркотику в течение следующего почти полугода. Повторное столкновение с изображениями реактивировало воспоминания о применении наркотиков, однако, поскольку самого употребления после картинок не последовало, реконсо­лидация воспоминаний, ассоциирующих вид наркоманской утвари с употреблением наркотиков, произошла иначе. Это ослабило ассоциацию между предметной средой наркотической зависимости и употреблением наркотиков, в результате чего тяга к наркотикам, обычно испытываемая при виде этих предметов, ослабла.