Как ученые стирают память

Исследования экспертов помогут людям, страдающим депрессией и пережившим большие потрясения.

БИШКЕК, 9 апр — Sputnik, Альфия Еникеева. Ученые предлагают стирать негативные воспоминания, чтобы лечить психические травмы, пишет РИА Новости. А бороться с депрессией, наоборот, можно, внедряя приятные впечатления. Все эти методы связаны с активным воздействием на мозг препаратов или вживленных электродов, это очень трудоемко и этически сомнительно.

Забыть, чтобы не бояться

В конце прошлого года испанские исследователи изучали, как на мозг человека действуют различные препараты, используемые при общем наркозе. Для этого пятидесяти добровольцам, у которых были запланированы операции под анестезией, за неделю перед процедурой показали два видеоролика с негативным событием в середине. В первом мальчик попадал в автомобильную аварию, во втором преступники нападали на женщину. Начало и конец обеих историй были эмоционально нейтральными.

Непосредственно перед операцией участникам эксперимента напомнили о видеороликах, показав кадр одного из них. Затем последовал общий наркоз. Одних добровольцев попросили вспомнить детали историй через час после того, как они очнулись, других — через сутки.

Выяснилось, что препарат пропофол, который использовали при анестезии, способен стирать негативные травмирующие воспоминания. Участники, попытавшиеся рассказать об истории, которую детально обсуждали накануне операции, через сутки не могли вспомнить подробностей о неприятном событии, произошедшем в ее середине. Второй видеоролик они помнили лучше. Больше всего деталей рассказывали те, кого опросили через час после того, как закончилось действие анестезии. Получалось, что эффект от препарата был заметен только через сутки после его применения.

В ходе эксперимента ученые оценивали, насколько хорошо добровольцы помнили детали истории, обсуждаемой перед анестезией (R), и той, о которой не говорили (NR). Участники из группы А отвечали на вопросы через час после процедуры, из группы Б — через сутки.

Авторы работы считают, что пропофол — идеальное средство для лечения постравматического стрессового расстройства — тяжелого психического состояния, характерного для участников боевых действий или людей, подвергшихся насилию, а также других серьезных расстройств, связанных с неприятными воспоминаниями.

От депрессии и стресса

В 2014 году японские нейробиологи заставили лабораторных мышей забыть о пережитом страхе. Сначала грызунов помещали в клетку, где они подвергались ударам электрического тока. Животные пугались и замирали. При этом у них в гиппокампе — части мозга, участвующей в механизмах формирования эмоций и превращении кратковременной памяти в долговременную, — активировались определенные скопления нервных клеток. Ученые с помощью лазерных импульсов отключали эти нейроны и вновь засовывали мышей в опасную клетку. Животные никакого страха не испытывали, хотя их сородичи из контрольной группы, чей мозг остался в неприкосновенности, продолжали бояться.

Результаты подобных экспериментов попытались использовать для лечения различных нейродегенеративных и психологических заболеваний у лабораторных животных.

В ходе исследования американских ученых под руководством нобелевского лауреата Сусуму Тонегавы мышей били током, чтобы понять, какие скопления нейронов при этом активируются. После того как грызуны забывали о страхе, попав в клетку, где их ранее подвергали воздействию тока, эти нейроны активировали. Животные вспоминали негативный опыт и снова испытывали страх.

Как стереть неприятные воспоминания

Воспоминание о событии похоже на то, как мы снимаем какую-нибудь книгу с полки, чтобы ознакомиться с ее содержанием. В этот момент книга может быть изменена или даже уничтожена.

Год спустя тот же коллектив ученых научился выводить лабораторных мышей из депрессии, искусственно вызывая у них приятные воспоминания. Исследователи позволили самцам некоторое время побыть с самками, выделив при этом нейронные ансамбли, которые активировались в процессе спаривания. Затем грызунов на десять дней поместили в специальные тиски, ограничивающие движение. Уже на исходе первой недели заточения у мышей появились признаки депрессии — они отказывались от сладкой воды и не пытались вырваться, когда их держали за хвост.

Но если нейрофизиологи “включали” нейроны, связанные с воспоминаниями о самках, негативные симптомы исчезали в считанные минуты. При регулярной активации приятных воспоминаний мыши выходили из состояния стресса уже через неделю. Интересно, что когда депрессивных самцов просто подсаживали к самкам, они их игнорировали, а состояние грызунов не улучшалось.

Не верь самому себе

Французские исследователи заставили мышей вспомнить то, чего не было на самом деле. Мозг спящего грызуна перепрограммировали таким образом, что у него сформировалась целая цепочка ложных воспоминаний и ассоциаций.

Дело в том, что память животных и человека превращается из кратковременной в долговременную преимущественно во время сна. Исходя из этого ученые создали компьютерный алгоритм, позволявший связывать воспоминания о местах, которые посещал грызун, с конкретными ощущениями — болью, страхом или удовольствием. Для этого в мозг мыши вводили два электрода: один — в гиппокамп, другой — в центр подкрепления (удовольствия).

В мозгу мышей, в гиппокампе, есть так называемые “нейроны места”, активируемые по мере перемещения животного в пространстве. Ученые соотнесли один из таких нейронов с определенным участком клетки, в которой жил грызун. Когда во время сна в мозге животного этот нейрон активировался, запускался электрод, стимулирующий центр удовольствия. Таким образом, изначально нейтральные воспоминания о месте связывались с чем-то положительным. Проснувшись, перепрограммированные мыши предпочитали проводить большую часть времени в той части клетки, с которой теперь ассоциировалось удовольствие. С бодрствующими животными этот метод не срабатывал.

Авторы исследования допускают, что такой подход можно использовать и для экспериментов с точечными манипуляциями человеческой памятью. Но будет ли подобная методика эффективна на людях, учитывая дополнительные сложности в виде трансплантации электродов и возможные этические проблемы, неизвестно.

Тем более, как установили британские ученые, с формированием ложных воспоминаний человек пока справляется и без сложных научных приспособлений. По их данным, первые воспоминания большинства людей ненастоящие. Опросив больше шести тысяч респондентов, исследователи выяснили, что 40 процентов ранних воспоминаний относятся к возрасту от одного до трех лет, когда воспоминания эпизодической памяти еще не формируются. А значит, все они выдуманные.

Ученые узнали, когда и где формируются воспоминания

Нейробиологи из США установили, когда и где формируются на молекулярном уровне воспоминания разной продолжительности. Их выводы опубликованы в материалах Американской академии наук.

Кроме того, американские специалисты продемонстрировали, что ложные воспоминания человеку можно просто внушить. Испытуемым, побывавшим в Диснейленде, показывали поддельный видеоролик студии Disney с кроликом Багзом Банни в главной роли. Спустя некоторое время их попросили рассказать о поездке в парк развлечений, и 16 процентов добровольцев были уверены, что встречали Багза Банни в Диснейленде. Между тем этот кролик — персонаж студии Warner Brothers и находиться в Диснейленде не мог.

Авторы работы подчеркивают: все воспоминания о мультяшном герое были эмоционально окрашены и изобиловали подробностями, значит, люди считали ложные воспоминания настоящими.

Источник

Как работает человеческая память и отчего людям свойственно забывать некоторые вещи? Что такое эффект дежавю с научной точки зрения? И почему все еще не могут изобрести таблетку для стирания или изменения воспоминаний? На эти и другие вопросы о памяти в интервью Anews ответил доктор биологических наук, профессор Павел Балабан.

Павел Балабан – доктор биологических наук, профессор, специалист в области клеточных механизмов памяти и обучения, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией клеточной нейробиологии обучения Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.

– Было время, когда считалось, что память – это некий участок в мозге, куда складируется вся получаемая информация. Как сегодня наука определяет память и сам процесс “сбора и сохранения” информации?

– Согласно древним представлениям, память – это бочка, куда складываются глиняные таблички. Это идет еще от Диогена. Но на сегодняшний день достаточно ясно, что память – это каждый раз порождение чего-то. Представьте себе радиоприемник: из него звучит музыка. Вы открываете его, а музыки внутри нет, и все понимают, что ее быть не может.

А в мозге все ищут какие-то следы памяти. Там действительно что-то остается и как-то изменяется. Память – это динамичный приемник, который меняет свою структуру в зависимости от пользования. Каждый раз лучше и лучше. Так что память – это просто один из способов адаптации любого организма, имеющего нервную систему, к нынешней среде, больше ничего.

«Информационная емкость мозга в триллионы раз больше, чем у суперкомпьютеров»

– Есть ли у человеческой памяти какой-то предел, по достижении которого старая информация должна стираться, чтобы освободилось место для новой?

– Была посчитана информационная емкость мозга. Она больше, чем у суперкомпьютеров в миллиарды и триллионы раз. То есть вариантов настолько много, что эта емкость никогда не будет достигнута за время жизни человека. Но возможность пользоваться памятью ограничена. То есть имеется жесткий диск и файлы, но мы к ним чаще всего не имеем доступа.

Вообще, большая часть нарушений памяти – это, судя по всему, не столько стирание памяти, сколько исчезновение возможности доступа к ней или потеря связи между разными ее компонентами.

А память никогда не бывает в воздухе. Память о каком-то событии, запахе, цвете находится всегда в сочетании с чем-то. Если теряется эта связь с обстановкой, тогда память нарушается.

«Эмоционально важное событие стирает предыдущую память»

– То есть поэтому мы и забываем какие-то вещи?

– Это связано именно с нарушением связи каких-то двух событий. Например, когда вы набрали пин-код банковской карточки, а вас отвлекли внезапным звонком. На следующий день выясняется, что вы этот пин-код не помните. Эмоционально важное событие стирает активированную в данный момент память, потому что в формировании памяти и в эмоциональном отклике биохимически участвуют примерно те же молекулы.

– Что касается управления памятью (удаления или изменения какой-то информации) – ведутся в этом направлении исследования? И есть ли шанс, что в перспективе появится некая технология по удалению или изменению памяти, как в известном фантастическом фильме «Люди в черном»?

– Да, я этот слайд из фильма даже использую в своей лекции, когда говорю о стирании памяти, потому что это действительно было бы оптимально. На сегодняшний день твердо известно, что есть ситуации, при которых конкретную часть памяти или связь между какими-то событиями можно нарушить. Здесь участвуют те же молекулярные механизмы.

Как ускорить нарушение или отменить? В основном, это все связано с тем, что каждый раз, когда мы вспоминаем какое-то конкретное событие, память о нем заново перезаписывается. Если вмешаться в процесс этой перезаписи, когда память становится пластичной при вспоминании, ее можно изменить, нарушить.

кадр из х/ф “Люди в черном”, 1997

– Если говорить о фармакологии, никаких таблеток еще не придумали, которые бы позволяли стирать или изменять память?

– Безусловно, именно к этому и хотелось бы прийти. Проблема в том, что когда ты исследуешь молекулярный механизм, понятно, какую молекулу изменили. Мы понимаем, какую таблетку сделать, чтобы нарушить память.

Однако проблема избирательности на сегодняшний день не решена. У нас миллиарды нейронов, а нужно изменить память всего тысячи, то есть на шесть порядков меньше, и адресно именно этих нейронов. Если все изменять, то человек либо станет овощем – вообще не будет памяти – либо останется та память, которую вы не хотели.

“Без эмоциональной реакции память не образуется”

– Отчего происходит так: какие-то вещи мы запоминаем с трудом, например, когда занимаемся иностранным языком или историей, а вот имена героев сериалов и прочую ерунду запоминаем легко?

– Дело в том, что эмоционально нейтральные вещи забываются очень легко. Молодой человек познакомился с девушкой, если она ему нейтральна, он на следующий день забудет, как ее зовут. Если нравится, то будет помнить всю жизнь.

Эмоциональная реакция – это основа подкрепления, а без него память не образуется. Никакое обучение невозможно без эмоций: позитивных, либо негативных, оба пути достаточно эффективны.

С обучением работает примерно так: если человек испытывает, например, страх, что его накажут за полученную двойку, это эмоции. И они могут помочь ему запомнить информацию.

depositphotos.com

– Повторенье – мать ученья. Говорят, чтобы быстрее что-то запомнить, нужно много раз повторять одно и тоже. Это правда?

– Я бы сказал, что это загадка. С одной стороны, это точно работает. С другой, хорошо известно, что при многократном воспроизведении памяти она меняется.

На сегодняшний день считается, что есть два вида памяти. Динамическая, которая может быть забыта – это то, что на поверхности, новая информация. Жесткую память, центральное ядро, уже не изменить и не стереть. К этой форме памяти относятся наши основные инстинкты, безусловные рефлексы, они тоже когда-то появляются в индивидуальном развитии. Если они переходят в основную, жесткую память, то это уже не стереть.

А динамическая память легко меняется. Это способ приспособления к окружающей среде. Вы переехали в новую квартиру и через неделю будете в ней с закрытыми глазами ориентироваться, как и в старой.

– С чем связана «избирательность» памяти: некоторые люди лучше запоминают визуальную информацию, некоторые – текстовую, а другие и вовсе запахи?

– Точно неизвестно. Есть предположение, что у людей просто разные геномы. У некоторых людей диапазон, например, чувствительности к запахам или к музыке просто огромен, а у некоторых эти гены не так экспрессировались. У нас все гены похожи, есть не так уж много их вариантов, но каждый из нас уникален по этому набору: что досталось от папы с мамой, от предков и прочее.

Некоторые помнят зрительно практически все. Некоторые умеют зрительно представлять себе длинные ряды цифр и помнить всю картинку последовательности, но они не математики. В основном, все это связано с индивидуальными особенностями. Это можно развить внутри диапазона, но нельзя приобрести.

«Компьютеры так не умеют, как человеческая память может»

– Как работает извлечение нужных воспоминаний из памяти в определенный момент времени? Например, когда нужно вспомнить какую-то дату, человек отыскивает из массы усвоенной ранее информации именно эту, а не что-нибудь другое.

– Это как раз то, чем отличается человек от компьютера. Если почти любого мало-мальски грамотного человека попросить назвать номер телефона Наполеона Бонапарта, то он улыбнется, и не будет перебирать возможности. А компьютер добросовестно неделями будет перебирать все известные ему телефоны и найдет Наполеонов Бонапартов где-нибудь в современной Франции, но это будет не то.

Человеческий мозг и память работают не по таким принципам. Есть конкретный алгоритм, который сразу отсекает ненужный вариант. Как это устроено? Это большая загадка на сегодняшний день. Компьютеры так не умеют, как человеческая память может. Те, кто сейчас пытается создавать искусственный интеллект, стараются придать ему свойства человеческого мозга, который работает быстрее любого суперкомпьютера по критерию достижения цели, не по вычислениям.

«Дежавю связано с тем, что наша память пытается по кусочкам восстановить целое»

– А эффект дежавю, о котором постоянно говорят, что такое с научной точки зрения? Почему он возникает?

– Это достаточно просто. Тут речь идет о связях между какими-то сенсорными событиями: образами, звуками, запахами и всей обстановкой в целом. Когда этих образных звуков или запахов где-то 70% от того, что может быть в какой-то обстановке, то вы вдруг начинаете считать, что вы тут уже были. И наоборот. Память обладает таким свойством, что если вы забыли 30-40%, но попали в эту же обстановку, вы сразу вспоминаете: «Да, я тут был. Я не помню этот дом, но какие-то ключевые сигналы примерно такие».

Дежавю связано с тем, что наша память пытается по кусочкам восстановить целое. Иногда восстанавливает то, чего не было. Это вполне объяснимо, и если разобрать по деталям, то получается, что 60-70% того, что было, хотя вы тут точно не были, совпало.

Кадр из киноновеллы “Наваждение”, 1965

– Часто после серьезных травм человек теряет память. У одних она восстанавливается, у других – нет. От чего зависит процесс возвращения памяти?

– Есть кратковременная амнезия: на часы или несколько дней, пока человек просто придет в себя, амнезия только последних часов перед травмой. Это не восстанавливается. Это хорошо показано, известны молекулярные механизмы: накапливаются определенные вещества, и новая память не образуется. Почему стираются долговременные события – большая загадка.

Как это потом восстанавливается? Похоже, что в этом случае закрывается доступ к памяти. Она там есть, но мы не можем ей пользоваться, связи не установлены. У кого-то восстанавливается, у кого-то нет. Кстати, в большинстве случаев, если нет сильных поражений головного мозга, то частично, но восстанавливается. Потому что когда связи опять могут образовываться, то уже все хорошо. Если они по какой-то причине этого делать не могут, то память не вернется.

Кадр из х/ф “50 первых поцелуев”

«С двадцатых годов прошлого столетия ответа нет на этот вопрос»

– За время нашего разговора много раз прозвучало слово «загадка». Так вот самые сложные загадки о человеческой памяти, которые стоят перед учеными сегодня, в чем они заключаются?

– Почти все, о чем мы говорили. Первое – это стирание памяти или наоборот спонтанное восстановление. Еще у физиолога Павлова было показано, что можно заставить собаку что-то забыть, но через несколько дней память у нее спонтанно и самопроизвольно восстановится. Это загадка. Мы эту информацию стерли, проверили, что не помнит. Проходит несколько дней, и происходит самопроизвольное восстановление. С двадцатых годов прошлого столетия ответа нет на этот вопрос.

Как формируется память, какие пути, какие гены, молекулярные механизмы – это более-менее становится известно. Выход на системный уровень, когда это целостное и сложное явление в поведении, не на уровне небольшой сети нейронов – это большая загадка. Однако самая большая тайна – это сознание. Сознание и память неразделимы. Если у нас нет памяти, не может быть и сознания. Мы не осознаем, кто мы, потому что не помним.

«Основной совет – пользоваться мозгом по максимуму»

– И напоследок. Какие максимально действенные способы улучшения памяти вы могли бы порекомендовать?

– Самый действенный совет очень прост. Мозг – это такой же орган, и закон упражнения на него действует. Все знают, что если мышцу долго не упражнять, она атрофируется и становится маленькой. Ровно то же самое происходит с нервными сетями. Если мы не пользуемся ассоциациями, мало общаемся с другими людьми, то начинает уменьшаться количество нервных клеток и идет ухудшение связей. Надо пользоваться мозгом.

depositphotos.com

Именно поэтому пожилым людям все врачи рекомендуют читать стихи, обязательно общаться, а не сидеть в одиночестве дома. Нельзя просто сидеть на диване и смотреть телевизор. Если человек будет просто сидеть дома без общения, есть, спать, смотреть ТВ, то состояние мозга будет постепенно ухудшаться. Нужно, чтобы было активное общение с вашей стороны. Поэтому основной совет – пользоваться мозгом по максимуму.

Беседовала Эллада Карибова

Источник