Фокусы мозга: Как нейронаука объясняет иллюзии восприятия - Хорди Ками

запоминания и извлечения воспоминаний мы используем стратегии, аналогичные стратегиям восприятия, и что фокусники научились вмешиваться в их работу. В мире фокусов нейробиология памяти не только учитывается при демонстрации трюков — иллюзионисты ею пользуются также, чтобы надежнее прятать собственные секреты.

Эксплицитная (декларативная) память

Мы не помним дней, мы помним моменты. Богатство жизни заключено в воспоминаниях, которые мы забыли.

ЧЕЗАРЕ ПАВЕЗЕ. РЕМЕСЛО ЖИТЬ (THIS BUSINESS OF LIVING)

Если бы вас попросили описать все, что вы видели вчера, во всех подробностях, смогли бы вы это сделать? Даже если бы смогли, понадобился бы целый день, чтобы все пересказать. Особенность формирования эпизодических воспоминаний состоит в том, что сохраняется лишь существенное. Мы помним только некоторые детали, поскольку, даже если бы мы могли хранить всю получаемую информацию, наш мозг не в состоянии ее обработать.

По соображениям эффективности мозг сохраняет информацию параллельно, а не последовательно. Для последовательного сохранения воспоминаний, наподобие записи на видеокассету, потребовался бы мозг немыслимого размера. То, что детали прошлого опыта забываются, представляется очевидным. В недавнем исследовании нейробиолога Гэбриела Креймана и его группы, проходившем в естественных условиях вне лаборатории, была проведена количественная оценка способности запоминать детали в течение одного часа в реальной жизни. Группа Креймана снимала на видео и отслеживала движения глаз испытуемых, когда они шли по определенному маршруту, а затем оценивала, смогут ли испытуемые отличить видеозаписи собственных эпизодических переживаний от записей других участников, которые шли по тому же маршруту в другой день. Исследователи обнаружили, что шансы участников запомнить детали сцен на маршруте были примерно пятьдесят на пятьдесят [1]. Не имея возможности сохранить каждую деталь, мозг запоминает лишь те черты или понятия, которые помогают ему формировать категории и создавать взаимосвязи для пополнения различных наборов знаний.

При формировании воспоминаний мы настолько очищаем свой перцептивный опыт от всей контекстуальной и конкретной информации, что в память попадают в основном стереотипные понятия, события и отношения. Например, мы запоминаем понятие «кошка» (возможно, сформированное на примере нашей собственной кошки), но не можем хранить в памяти подробности о каждой кошке в мире. Со временем мы связываем мысленное представление о понятии «кошка» с категориями, связанными с ним прямо (например, «домашние животные» и «животные») или косвенно (например, «шерсть», «компания» или «дом»). Такая ассоциативная универсальность хранилища создает гибкость, необходимую для охвата большого числа понятий при ограниченных ресурсах.

Эпизодические воспоминания формируются в гиппокампе — структуре мозга, расположенной в височной доле [23]. Эта очень интересная область мозга участвует и в других важных функциях, таких как ориентация в пространстве, а также в некоторых процессах когнитивного контроля. Нейробиолог Родриго Киан Кирога, изучающий когнитивные процессы, обнаружил в гиппокампе человека «концептуальные нейроны». Эти нейроны кодируют ассоциации и активируются, когда мы осознаем, что видим или слышим некий предмет, место или человека. По мнению Киана Кироги, эти нейроны, по-видимому, присущи только человеку как виду [24] и составляют основу нашей памяти [2].

Попадая в гиппокамп, информация распределяется на несколько категорий. Вместо того чтобы сохранять всю информацию в одной области мозга, подобно тому как компьютер хранит файлы на жестком диске, гиппокамп перенаправляет фрагменты памяти в разные отделы коры (зрительную, обонятельную, вкусовую и так далее) и другие области мозга. Так, например, слова хранятся в височной доле, цвета и другая зрительная информация — в затылочной, а осязательные и двигательные ощущения — в теменной. Эмоциональные воспоминания, как мы увидим в следующей главе, обрабатываются в миндалине [25]. Когда мы извлекаем воспоминания, они воссоздаются в гиппокампе. Таким образом, способность этой уникальной «сборочной площадки» к формированию ассоциаций играет ключевую роль в восстановлении воспоминаний.

Этапы формирования долговременной памяти

В формировании долговременной памяти, в том числе эксплицитной, выделяют три этапа: кодирование (запоминание), консолидация (хранение) [26] и вызывание (извлечение).

Кодирование — процесс усвоения информации, поступающей в гиппокамп. Этот процесс приводит к формированию сетей взаимодействующих нейронов. Интенсивность и отбор информации зависят от внимания: чем больше внимания вы уделяете фрагменту информации, тем выше вероятность того, что мозг закодирует его как воспоминание. Однако это очень неустойчивый процесс, и фокусники научились манипулировать им с помощью всевозможных отвлекающих факторов. Если при выполнении какой-либо задачи мы отвлекаемся, то перестаем уделять ей внимание и впоследствии нам трудно ее вспомнить: в результате мы не можем найти ключи, забываем, что должны были сделать, или пропускаем назначенную встречу.

После кодирования воспоминания консолидируются, или закрепляются, переходя из кратковременной памяти в долговременную в процессе обучения путем повторения. Важнейшим этапом этого процесса является сон, а именно фаза глубокого сна без движений глаз. В этом отношении поговорка, которую часто повторял один из учителей автора данной книги в старшей школе, — «Проспал урок — познал урок!» — отличный пример научно обоснованной народной мудрости.

Консолидация воспоминаний и долгосрочное обучение включают синтез белков и структурные перестройки в дендритных шипиках [27], что способствует пластичности синаптических связей. Продолжительность эпизодических воспоминаний о событиях, происшествиях и переживаниях зависит от того, будут ли они регулярно извлекаться. Если этого не происходит, со временем нейронные связи теряют устойчивость — и воспоминания угасают [3]. Но не все типы воспоминаний закрепляются одинаково. Семантические воспоминания о понятиях и именах, как правило, более устойчивы, чем эпизодические. Например, пациенты с амнезией сохраняют вербальные и математические навыки, а также другие функции, необходимые для того, чтобы вызвать эти воспоминания.

Некоторые воспоминания очень долговечны. Это зависит от того, где они хранятся. Например, наши языковые и музыкальные воспоминания хранятся в височной доле и в подсистеме долговременной памяти, расположенной в лобной коре головного мозга. Поэтому они обычно очень устойчивы. Потеря нейронов, вызванная дегенерацией, происходящей при некоторых патологических состояниях, таких как болезнь Альцгеймера, затрагивает в первую очередь гиппокамп, а затем энторинальную кору — ключевые области для формирования и консолидации новых эпизодических воспоминаний. Но даже при этом пациенты с болезнью Альцгеймера, обладающие музыкальными способностями, не утрачивают их в течение длительного времени, так как процессы хранения этих воспоминаний страдают незначительно вплоть до поздних стадий заболевания [4].

Даже здоровые люди с возрастом теряют способности, что приводит к утрате эпизодических воспоминаний. Наша способность к обучению снижается, когда ослабление синаптических связей и ряда систем нейромедиаторов приводят к нарушению нейронной модуляции. Эти изменения происходят как в лобной коре, обеспечивающей исполнительные функции, так и в медиальной области височной доли, от которой зависит формирование новых воспоминаний.

Воспоминания, записанные в эмоционально насыщенных