Возможность генерировать в воображении вероятные варианты будущего или альтернативные реальности является обратной стороной памяти. И обе эти способности сосуществуют в области нашего мозга, называемой гиппокампом.
Память и воображение
Гиппокамп долгое время считался ответственным за запоминание и хранение информации. Затем была установлена роль данной структуры в определении местоположения организма в пространстве, однако опять-таки связанная с запоминанием, и не только места, но и происходящих в нём событий. При поражении гиппокампа эти функции нарушаются, и человек становится неспособным формировать новые воспоминания.
В последние годы было обнаружено, что пациенты с гиппокампальной амнезией также не могут и строить планы на будущее. Когда исследователи попросили группу людей с повреждением этой зоны мозга описать себя в вымышленной реальности, например, представить лежащим на морском пляже, они ничего не ответили, сгенерировав лишь фрагментарные изображения. Сканирование мозга здоровых людей, напротив, показало, что их гиппокамп был задействован даже больше, когда они представляли будущее, чем в случае вызывания в памяти прошлых событий.
Дальнейшие исследования нейронной активности подтвердили идею о том, что гиппокамп играет центральную роль в воображении. Оказалось, что он отвечает не только за создание воспоминаний о том, что происходит прямо сейчас, но и также за развёртывание возможных событий. На первый взгляд, если говорить о них вместе, то это может выглядеть безумной идеей, однако, по словам Дьёрдья Бужаки, системного нейробиолога из Нью-Йоркского университета: «Абсолютно невозможно представить что-либо из будущего без прошлого». «И воспоминание, и воображение, по сути, один и тот же процесс – объединение кусочков опыта с эмоциями, внутренними комментариями и вещами, о которых люди читали или слышали», – отмечает Донна Роуз Аддис, когнитивный нейробиолог из Исследовательского института Ротмана в Торонто и Университета Нью-Йорка. Более того, этот процесс может даже искажать воспоминания, смешивая их с воображаемым материалом. «Память – это форма воображения», – говорит Аддис.
Воспоминания для будущего
Воображение даёт памяти цель – помогает принимать решения, основанные на том, что мы узнали, например, установка избегать еды, которой мы когда-то отравились. «С эволюционной точки зрения мы уверены, что цель воспоминаний на самом деле находится в будущем», – утверждает Лорен Франк, системный нейробиолог из Медицинского института Говарда Хьюза и Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Воспоминания позволяют брать накопленный опыт и анализировать его, чтобы делать прогнозы о том, что произойдёт дальше. Эта цепочка нейронных событий даже зацикливается сама на себе. Также необходимо формировать воспоминания о наших симуляциях будущего, чтобы, когда появится опыт, нам было на что опереться. «Мы обнаружили, что кодирование воображаемой симуляции также задействует гиппокамп», – подчёркивает Аддис.
Большая часть недавних доказательств происхождения воображения в мозге основана на Нобелевском открытии 1970-х годов клеток места в гиппокампе. Когда крыса проходит лабиринт, их активность изменяется в зависимости от положения в нём животного. Нейроны места гиппокампа сообщают, где оно находится в пространстве. Эта функция казалась отличной от воображения, пока Франк и его коллеги не доказали, что активность клеток места не всегда отражает фактическое местонахождение животного. Паттерны возбуждения этих клеток повторяются у крыс примерно восемь раз в секунду, образуя так называемый тета-ритм. Исследователи обнаружили, что в каждом цикле паттерны постепенно меняются, чтобы представить три разных местоположения для животного, разделённого во времени: место, где оно только что было, его текущее положение и в конце цикла возможное предстоящее местоположение. Нейронная активность имеет такую безошибочную структуру, при которой в определённые моменты времени она выглядит как то, что животное испытывает в настоящем. В такие моменты времени это представляется как воображаемый опыт.
Прокладывание курса
Воображаемое варьируется в каждом цикле нейронной активности. Когда крыса приближается к Т-образному перекрёстку в лабиринте, поздняя тета-активность чередуется между двумя возможными вариантами будущего: поворотом влево в одном цикле и поворотом вправо в следующем. Это, как если бы животное планировало свой следующий ход, подобно теннисисту, который готовится отбить мяч, просматривая различные сценарии, прежде чем выбрать направление для удара.
Поздняя тета-активность указывает и на более отдалённое место в лабиринте. Таким образом, нейронная сеть, по сути, прокладывает гипотетический курс. Исследователи также обнаружили случаи, когда эта воображаемая часть цикла отражала альтернативное направление, которое отличалось от фактического направления движения животного, т. е. курс может быть и мнимым, а не реальным. «Они представляют вещи, которые можно грубо рассматривать как возможности или гипотезы, вещи, которые могут быть, но не обязательно являются таковыми, в терминах возможного будущего или просто альтернативной реальности», — констатирует Франк.
По мнению некоторых экспертов, само существование спонтанной активности в гиппокампе, не обязательно привязанной к определённому месту, намекает на внутренний мыслительный процесс, отделённый от реальности. Эти нейронные паттерны выглядят так, что возникающие представления исходят из самого мозга без связи с окружающей действительностью.
Другая форма воображения возникает, когда животное не передвигается в пространстве в поисках выхода, а занимается обыденными, привычными делами: ест, пьёт, ухаживает за собой или отдыхает. В эти промежутки времени учёные обнаруживают всплески активности в гиппокампе, называемые резкими волнами, которые также возникают во время сна и, по-видимому, представляют собой мысленные повторы прошлых событий. Такие повторы происходят примерно в 10 раз быстрее, чем исходное событие. Это реконструкция, напоминающая человеческий опыт. «Одним огромным преимуществом использования нашего разума, чтобы иногда думать о вещах, является то, что мы можем быстро воспроизводить и быстро их моделировать», – говорит Кей.
Хотя эти мысленные повторы являются формой воспоминаний, они также могут представлять события, которые животное не переживало в реальности. Некоторые острые волны соединяют две траектории, испытываемые существом по отдельности, но не вместе. Волновая активность может, по сути, построить ментальную карту, чтобы животное могло мысленно преодолевать новые пути – короткие и обходные. В этом контексте гиппокамп, кажется, действует, чтобы по-новому комбинировать прошлые события, что больше похоже на воображение, чем просто на воспроизведение прошлого или предсказание будущего.
Эксперты уверены, что эксперименты с активностью нейронов у грызунов важны, потому что они помещают идею воображения в физическую реальность, в сам мозг. «Это даёт нам возможность взять такое нечёткое когнитивное понятие, как воображение и связать его с мозговой активностью», – объясняет Дафна Шохами, когнитивный нейробиолог из Колумбийского университета.
Проблема выбора
Некоторые из работ Шохами подтверждают идею о том, что гиппокамп может быть важен для ментальных симуляций, не привязанных ни ко времени, ни к месту. Она обнаружила, что пациенты с повреждением гиппокампа намного медленнее, чем здоровые люди при выборе между едой, например, Kit Kat и M&Ms, которые им нравятся примерно одинаково. Проблема, по всей видимости, в том, что им сложно представить, на что похожи варианты. «Вероятно, они тратят больше времени на то, чтобы придумать факты», — говорит Шохами, – «и в конце концов делают выбор наугад».
Хотя гиппокамп может играть центральную роль в воображении, он ни в коем случае не действует в одиночку. Это требует кооперации с другими областями мозга. Гиппокамп можно сравнить с дирижёром оркестра, сигнализирующим нейронам других зон, которые представляют образы, звуки и запахи, являющихся частью воспоминания, либо сочетающихся в какой-то воображаемой вещи.
Одна из загадок заключается в том, как люди отделяют настоящую симфонию от музыки, играющей в их голове, т. е. реальное от нереального. «Удивительно, что мы не все постоянно психотики, что мы не все в бреду, потому что наш мозг постоянно выдумывает вещи о том, что могло бы быть», – рассуждает Франк. Новые данные, полученные его группой, позволяют предположить, что мозг может использовать сенсорную информацию – скажем, ощущение, что нога касается земли во время ходьбы, – чтобы определить, что реально, а что находится только в воображении и таким образом заземлить этот улей нейронной активности в физическом мире. По его словам, мозг отделяет факты от вымысла, согласовывая информацию, которую он получает из внешнего мира, со своими собственными внутренними моделями.
Платформа Дзен по определённым причинам меняет алгоритмы показов. Если вы уверены, что подписаны на канал рекомендуется проверить это в связи с возможной автоматической отпиской.
Также материалы по теме «Загадки мозга»:
