Мозг во сне. Что происходит с мозгом, пока мы спим - Рок Андреа

В процесс консолидации также входит отбрасывание того, что мозг считает несущественным. Нобелевский лауреат Фрэнсис Крик и его коллега Грэм Митчисон выступили с теорией о том, что на самом деле мы «видим сны, чтобы забывать». После получения в 1962 году Нобелевской премии за открытие структуры ДНК [20] Крик заинтересовался природой сознания. В сферу его интересов, естественно, попал и процесс сновидения, и в 1983 году он предположил, что во время сна память действительно консолидируется и реорганизуется. Согласно выдвинутой Криком и Митчисоном теории «обратного обучения», этот процесс реорганизации памяти включается с помощью хаотичной стимуляции переднего мозга стволом головного мозга. Лишняя информация и не имеющие большого значения мысленные ассоциации, которые подцепили нейронные сети, уходя прочь, появляются в сновидениях, и этим объясняется их причудливый, странный характер. «Ради оптимизации хранения и извлечения воспоминаний мозг должен проделать работу, которая в компьютерном мире называется сборкой мусора, очисткой жесткого диска. Избавление от несущественных фактов и неверных ассоциаций помогает консолидировать те факты, которые важны для будущего поведения. Вот почему эта теория обратного обучения представляется одним из вариантов объяснения того, что фаза быстрого сна необходима для консолидации памяти», — объясняет Кристоф Кох, сотрудник Крика.

Рабочая память состоит из информации, которая присутствует в сознании в данный момент, — это либо только что обретенные знания, либо то, что мы на какой-то срок извлекли из долговременной памяти.

Однако наша способность сознательно удерживать информацию в этом недолговечном буфере обмена удивительно ограничена. Если кто-то назовет вам произвольную серию чисел и тут же попросит вас их повторить, вы вряд ли способны удержать их все в памяти и, словно попугай, сможете повторить не более семи цифр за раз — столько, сколько обычно содержится в телефонном номере.

Когда мы удерживаем информацию в памяти, происходит следующее: в группе связанных между собой нейронов возникает определенный паттерн импульсов, который объединяет все элементы именно этого специфического воспоминания. Когда это воспоминание «проигрывается» заново, оно реактивирует паттерн импульсов тех же самых нейронов, и это приводит к анатомическому изменению, благодаря чему связи между нейронами укрепляются, и с каждым новым «проигрыванием» воспоминания они становятся все сильнее. И, закрепившись таким образом, эти поначалу кратковременные воспоминания переходят в долговременную память. Больные, чья память пострадала из-за повреждений мозга, говорят, что самыми хрупкими оказываются недавние воспоминания — то, что они узнали или пережили за дни, недели или месяцы до того, как мозг был поврежден. А вот более давние воспоминания почти не страдают, потому что у них было больше возможностей для консолидации. Чем чаще реактивируются воспоминания, тем глубже они впечатываются. И спустя какое-то время — а оно может занимать и несколько дней, и годы — воспоминания становятся закодированными в неокортексе, и для того, чтобы вызвать их к жизни, гиппокамп уже не нужен.

Мы формируем два основных типа памяти. В процедурной (ее еще называют имплицитной) памяти хранятся знания о том, как что-либо делать, например, как ездить на велосипеде. То, что содержится в такой памяти, и сохраняется в ней, и может быть из нее извлечено без нашего сознательного участия. Например, нам не надо напрягаться и вспоминать, как следует ставить одну ногу перед другой для того, чтобы ходить, или сознательно обдумывать, каким пальцем нажимать определенную клавишу на клавиатуре компьютера, раз мы уже научились набирать текст. То есть мы консолидировали в памяти эти умения и навыки. Точно так же, учась говорить, мы бессознательно впитываем правила грамматики.

Многие психологи считают, что какие-то события могут активировать ранние детские воспоминания как воспоминания процедурные и повлиять на наше поведение, даже если эта активация произошла без нашего сознательного участия. Предположим такую ситуацию: родители уехали на чью-то свадьбу и оставили малыша с тетушкой Агатой. Так уж случилось — самолеты не летали или произошло еще что-то непредвиденное с транспортом, — но им пришлось задержаться на пару дней.

Маленький мальчик впервые расстался с родителями, и неудивительно, что он испытывал горе и беспокойство. Осознанных воспоминаний о тех днях у него не сохранилось, но потом, когда к ним являлась с визитом тетя Агата, он испытывал необъяснимую дрожь в коленках при ее виде: эта реакция была основана на процедурных воспоминаниях, связанных с тетей Агатой.

Как считает нейробиолог из Университета Нью-Йорка Джозеф Леду, та система мозга человека, которая отвечает за процедурное обучение, возникла еще с появлением первых млекопитающих и работает независимо от нашего сознания, но не потому, что подчиняется какому-то грандиозному плану, призванному скрывать от нас самих аспекты нашей ментальной жизни — как мог бы трактовать это Фрейд, — а просто потому, что сознательный мозг не может напрямую воздействовать на эту систему. Известный своими исследованиями биологической основы эмоций и памяти, Леду указывает на то, что процедурное обучение формирует наши основные характеристики: походку, манеру разговора, то, на что мы обращаем внимание и что игнорируем, как мы эмоционально реагируем на неудачи или неблагоприятные обстоятельства. «Память — это то, что делает нас такими, какие мы есть, — пишет Леду в своей книге “Синаптическое Я”. — Однако имейте в виду, что воспоминания распределены по многим системам мозга и не всегда, и даже далеко не всегда, мы можем сознательно их извлечь».

Вторая категория памяти (а именно она приходит на ум, когда люди говорят о памяти) доступна нашему сознанию и называется памятью декларативной, или эксплицитной: это когда мы знаем «что», но не «как». В свою очередь, декларативные воспоминания существуют в двух вариантах. Семантическая, или фактическая, память — это общие знания о мире, как, например, знание того, что Джон Кеннеди был убит 22 ноября 1963 года или что «фольксваген» — это автомобиль определенной формы и размера. И есть так называемая эпизодическая, или автобиографическая, память, в ней хранится то, что происходило лично с вами: то, чем вы занимались в тот роковой ноябрьский день 1963 года, или как в одно прекрасное давнее лето вы ехали в разбитом красном «фольксвагене» со своим лучшим другом по колледжу. Декларативные воспоминания обычно вызываются эксплицитно, то есть явным образом: мы знаем характер информации и намеренно вызываем ее в сознании, даже если порою попытки эти бывают безуспешными — как, например, попытки вспомнить чье-то имя или название навязчивой песенки. Поражение гиппокампа приводит к амнезии. Страдающие амнезией сохраняют доступ к процедурной памяти и к некоторым моментам в фактической памяти: они, как правило, помнят, как говорить, как обращаться с чашкой, как открывать дверь или даже как водить автомобиль, но утрачивают автобиографическую память.

Автобиографическая память человека представляет собою более сложную и продвинутую версию той системы памяти, которой пользовались крысы Мэтью Уилсона, когда воспроизводили во сне свое путешествие по лабиринту. В гиппокампе крыс есть клетки, которые называют «нейронами места»: они инициируются, когда крыса находится в определенном месте в пространстве, и затем снова инициируются, когда крысу опять помещают в то же место — или, как показало исследование Уилсона, когда они во сне мысленно воспроизводят пребывание в этом месте. Людская память привязана к местоположению таким же образом. Исследование лондонских таксистов с помощью визуализации мозга показало, что, когда таксистам просто показывали на карте маршруты, по которым они ездили чаще всего, в мозгу активировались те же самые участки, которые были задействованы, когда они действительно ездили по этим маршрутам. Но поскольку человеческий мозг развивался комплексно, гиппокамп стал играть более существенную роль и стал ключевым элементом системы отслеживания эмоционально окрашенной автобиографической памяти.