Мозг запоминает по настроению: нейробиологи нашли короткие окна когда включается память
Большая часть того, что с нами случается, исчезает почти бесследно. Вчерашний обед, дорога до работы, обрывок разговора в лифте — всё это стирается за считаные часы. А какие-то эпизоды остаются с человеком на десятилетия, хотя по важности они ничем особенным не выделялись. Почему мозг устраивает такой отбор, до сих пор понятно плохо. Команда нейробиологов из университета Тюбингена, похоже, подобралась к ответу чуть ближе.
Если совсем коротко, то готовность мозга что-то запомнить не постоянна. Она то поднимается, то падает — сама по себе, безо всяких внешних причин. Проверяли это на мышах, и главным объектом внимания стал гиппокамп. Эта область отвечает за формирование эпизодической памяти, то есть памяти на события: где ты был, что там произошло, чем всё закончилось. У млекопитающих — и у мыши, и у человека — в гиппокампе живут так называемые нейроны места. Каждая такая клетка активируется, когда животное оказывается в определённой точке пространства. По сути, это кирпичики, из которых мозг складывает представление о пережитом опыте. Один из ведущих авторов исследования объясняет, что в лаборатории мышей помещают в разные помещения и просто смотрят, какие нейроны места при этом откликаются. Разные среды — разные группы клеток. По его словам, это очень похоже на наблюдение за тем, как воспоминание рождается или всплывает заново, причём прямо в момент события.
Дальше исследователи сделали то, что кажется мелочью, но именно оно и стало ключом. Они записывали активность нейронов памяти одновременно с внутренним состоянием животного. Мозг ведь не выключается, когда тело замерло. Даже у полностью неподвижной мыши он постоянно перескакивает между уровнями бодрости и возбуждения.
Оценивали это состояние по зрачку. Его размер — довольно надёжный индикатор: когда человек становится собраннее и внимательнее, зрачок расширяется, и у мышей всё устроено ровно так же. Приём для нейрофизиологии не новый, но здесь он сработал особенно наглядно. Оказалось, что спонтанные колебания внутреннего состояния сильно влияют на то, какие именно нейроны памяти работают в конкретную секунду. Причём животное в этот момент отдыхало — никуда не бежало, ничего не изучало. Отдельная подгруппа нейронов места включалась только тогда, когда мышь становилась заметно бодрее. Отражалось это и на ритмах мозга. Тета-колебания, которые связывают с процессами кодирования памяти, то усиливались, то ослабевали — в зависимости от того же внутреннего состояния.
Именно память держит вместе наш разум, чувства и поступки, и без неё от человека почти ничего не остаётся.
Луис Бунюэль
Следующий шаг был логичным. Учёные задались вопросом: а не совпадают ли эти колебания состояния с моментами, когда мозг становится по-настоящему пластичным? Пластичность — это способность нейронов перестраивать связи. Учёные называют её основой памяти, потому что именно так опыт физически закрепляется в ткани мозга.
Логика тут довольно жёсткая. Чтобы воспоминание возникло, нейроны должны быстро перенастроить контакты друг с другом и перестроить рисунок своей активности. Для эпизодической памяти это критично. События нашей жизни случаются ровно один раз. Никаких повторов и репетиций — мозгу приходится схватывать и укладывать информацию на лету. Отсюда и гипотеза: колебания внутреннего состояния не просто как-то косвенно влияют на память, а прямо управляют тем, когда система готова меняться. В нужные моменты исследователи стимулировали отдельные нейроны памяти. И этого хватило — в сети возникали новые устойчивые отклики, привязанные к конкретному месту. Проще говоря, в мозге появлялись новые клетки памяти там, где их раньше не было.
Гиппокамп — структура очень подвижная. Он периодически входит в короткие состояния, когда особенно охотно перестраивает сам себя. Учёные считают главным достижением то, что теперь эти процессы можно изучать управляемо, целенаправленно ловя моменты естественной пластичности. Это открывает довольно неожиданный путь к пониманию того, как воспоминания вообще становятся физической вещью внутри головы.
