Когда мы хотим вспомнить, где, например, оставили ключи, то мы пытаемся вызвать в воображении картинку, где мы в последний раз держали их. Можно подумать, что воспоминания волшебным образом сами всплывают в уме, но дело в том, что они имеют физическую природу.
Это значит, что им нужно где-то обитать внутри мозга. Но где?
Неужели в голове есть специальная коробка с надписью «ключи», а рядом с ней «тот случай, когда я споткнулся и упал на глазах у всех»? Всё не настолько буквально. Но благодаря достижениям нейробиологии, мы можем наконец указать на точное местонахождение воспоминания.
Чтобы найти воспоминание, нужно, во-первых, создать его. Это легко – нужно просто что-то сделать, совершить какое-нибудь действие. Затем множество клеток в мозге сохранят в себе ваши впечатления. И потом мозг активирует их одновременно, чтобы вызвать воспоминание.
Но эти клетки не находятся рядом друг с другом, поскольку разные области мозга специализируются на разном. Мозг выберет клетки из разных областей, чтобы сохранить разные аспекты воспоминания. Например, нейроны в зрительной зоне коры запомнят то, что вы видели, а клетки в миндалевидном теле запомнят ваши эмоции в тот момент. Эти определённые клетки, зажигаясь вместе, и создают воспоминание во всём его сенсорном многообразии.
Физический след в мозгу, оставленный воспоминанием, называется энграммой.
Это неповторимый набор клеток, которые активируются, чтобы сначала создать воспоминание, а потом вызвать его. И опыт познания видоизменяет эти клетки. В них возникают более сильные связи друг с другом, чем с другими нейронами. У них также образуется больше дендритных шипиков – выростов, благодаря которым нейроны общаются друг с другом.
Итак, как обнаружить энграмму?
Теоретически, если понаблюдать, как загораются нейроны, то одни и те же клетки должны зажигаться при активации одного и того же воспоминания. И мы можем наблюдать это у мышей.
В исследовании, опубликованном в журнале Science в 2007 году, учёные научили мышь ассоциировать лёгкое электроболевое раздражение лап со звуком. Это вполне обычная процедура при изучении памяти. Если вы видите, что мышь настораживается, это значит, что она помнит об электрическом заряде.
Но не волнуйтесь – это очень лёгкий заряд. В исследовании использовался особый светящийся белок, который прикрепляется к нейронам, которые зажигаются, когда мышь узнаёт что-то новое. После этого учёные следили, какие нейроны зажигались, когда мышь слышала звук и вспоминала, с чем он связан. Через несколько дней они снова включили звук и увидели, что зажигаются те же самые нейроны. То есть, они увидели то самое воспоминание.
Возник следующий вопрос: изменится ли воспоминание, если изменить нейроны в энграмме? Если да, то это докажет, что эти самые нейроны хранят в себе воспоминание. А значит, воспоминания можно редактировать.
Поэтому в исследовании 2009 года учёные заразили часть мозга мыши вирусом, который повышал готовность, с которой зажигались нейроны, и количество дендритных шипиков, с помощью которых нейроны соединяются друг с другом. Вирус, по сути, наполнял нужную часть мозга супер-нейронами, которые, как надеялись учёные, будут использованы для хранения воспоминаний. Затем учёные снова научили мышь ассоциировать звук с электрическим зарядом.
Как и планировалось, воспоминания сохранились в супер-нейронах. Но у вируса был, так сказать, аварийный выключатель. Нажав на него после обучения мыши, учёные убили супер-нейроны. Затем они снова включили звук, но мышь не замерла. Похоже, что она не знала, что за звуком последует лёгкий удар током. Уничтожение тех специальных клеток, похоже, убило и воспоминание.
В последующих опытах у исследователей получилось повлиять на настоящие и ложные воспоминания. В 2012 году учёные использовали оптогенетику – технику, при которой особый свет, попадая на часть мозга, в которой есть чувствительные к свету белки, активирует нужные нейроны. Учёные снова научили мышь ассоциировать звук с электрическим зарядом. А затем накачали нейроны, в которых содержалось это воспоминание, специальным светочувствительным протеином. Когда они включали свет, мышь вела себя, будто услышала тот же звук, и ждала электрический заряд, хотя никакого звука не было.
В другом исследовании, в 2013 году, учёные переместили мышь из старой клетки в новую, и с помощью электрических зарядов научили её бояться этой новой клетки. Затем, с помощью оптогенетики, они заставили мышь, находившуюся в новой клетке, вспомнить старую клетку. Когда они поместили мышь обратно в старую клетку, мышь выглядела напуганной, она думала, что в ней её ждёт электрический заряд.
Глядя на эти открытия, можно подумать, что теперь учёные могут легко менять, стирать и вживлять воспоминания. Но ещё слишком рано волноваться об этом. Нейтрализатор из «Людей в чёрном» ещё даже не появился на горизонте. Но поскольку манипулирование энграмм может добавлять, стирать и менять воспоминания предсказуемым образом, то энграммы являются удобной моделью для изучения памяти как таковой.
Память – это важная составляющая жизни каждого человека и его личности, и поняв её физическое устройство, мы сможем развенчать мифы о ней. А это может открыть новые двери в лечении таких недугов как болезнь Альцгеймера и посттравматическое стрессовое расстройство. И хотя это вряд ли поможет нам вспоминать, где мы оставили ключи, мы приближаемся к пониманию, как наш мозг хранит воспоминания, которые делают нас теми, кто мы есть.
P.S. Друзья! На "Фактографе" вас ждет много интересного из нашей жизни. Не стесняйтесь ставить лайки, комментируйте и подписывайтесь на наш канал.
Всего Вам доброго!