Книга: Мы — это наш мозг. От матки до Альцгеймера

XV.2 Анатомия нашей памяти

XV.2 Анатомия нашей памяти

Если память где-нибудь и находится, то повсюду.

Контакты между мозговыми клетками изменяются под влиянием того, чем они уже были заняты ранее. Таков код памяти и свойство каждой из клеток мозга. В этом смысле можно также считать, что память локализована повсюду в нервной системе. Но, разумеется, есть некоторые структуры мозга, которые в особенности заняты различными аспектами памяти. Функциональная томография дает знать, какие именно области мозга затронуты при выполнении определенных функций. Но данные, получаемые от пациентов с локальными повреждениями мозга, безусловно незаменимы, ибо показывают, какая именно мозговая структура действительно необходима для выполнения той или иной функции. Ценную информацию о функции различных частей коры больших полушарий в формировании памяти дают систематические исследования пациентов с пулевыми ранениями и другими повреждениями мозга, пациентов с болезнями мозга, а также проведение операций на мозге. Родившийся в Америке канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд (1891–1976) проводил электростимуляцию височной доли (рис. 1) у пациентов, остававшихся в сознании во время операции. У них сохранялись живые, подробнейшие воспоминания, в том числе и мелодии, которым они подпевали, когда находились в операционной.

Насколько важны для памяти височные доли мозга, стало вполне ясно только тогда, когда американский хирург Уильям Сковилл в 1953 году оперировал страдавшего эпилепсией пациента X. М. и удалил ему обе эти области мозга. Височные эпилептические припадки, возникшие после падения с велосипеда, после операции полностью прекратились, однако пациент совершенно утратил память. Он не мог выучить и запомнить ничего нового. Цифру 7 он мог удерживать в уме, только если повторял ее беспрерывно. Но стоило ему на мгновение отвлечься, и он уже не знал, что именно старался запомнить. Переход кратковременной памяти в долговременную, таким образом, совершенно отсутствовал. Когда Бренда Милнер, психолог, которая его наблюдала, после нескольких минут отсутствия снова вход ила в комнату, он уже не помнил, что она была здесь, и всякий раз восклицал: «Как давно я вас не видел!» Его собственная биография с момента операции закончилась. Он думал, что ему все так же около 30 лет; становясь старше, он не узнавал себя на фотографиях. Вплоть до своей смерти в 2008 году он полагал, что президентом Соединенных Штатов всё еще является Гарри Трумэн. После того как он переехал на другую квартиру, он неизменно возвращался к своему старому дому, так что его нельзя было выпускать на улицу без сопровождения.

Префронтальная кора (PFC, рис. 14) имеет множество функций и координирует в том числе различные области мозга, формирующие рабочую, или кратковременную, память. С помощью рабочей памяти мы удерживаем в мысли такие вещи, как телефонный номер, по которому собираемся позвонить, план конкретного действия, проблему, которую решаем в данный момент. В процессе усвоения языка рабочая память также играет вещающую роль. У детей с дислексией отстает в развитии именно рабочая память. Решающую для рабочей памяти функцию фокусирования внимания и селекции раздражителей префронтальная кора (PFC) выполняет в тесном взаимодействии с гиппокампом (рис. 25). В ходе экспериментов лучше всего запоминались слова, вызывавшие повышенную активность в префронтальной коре и в гиппокампе. Если мы пабираем телефонный номер, который сразу же забываем, мы обходимся нашей рабочей памятью. Но если мы несколько раз звоним по этому номеру, мы можем сохранить его в долговременной памяти. Рабочая память, кратковременное хранилище для общих надобностей, имеет ключевое значение при выполнении сложных задач и целенаправленном поведении. Пациент X. М. вполне мог оперировать своей рабочей памятью, имея дело с несколькими цифрами или несколькими словами. В норме информация после нескольких повторений переходит из рабочей памяти в долговременную. На это X. М. был уже не способен.

В височных долях находится гиппокамп (рис. 25), имеющий ключевое значение для памяти. У X. М. эпилептические очаги были локализованы у гиппокампа, и с обеих сторон две трети этой парной структуры были удалены. Эта структура мозга закручена и зазубрена, как хвост морского конька, отчего и получила такое название. Лишившись гиппокампа, X. М. всё еще отлично помнил о том, что происходило более чем за три года до операции. Следовательно, гиппокамп — не то место, где локализуется remote-память (память на отдаленные события), ибо как раз эта часть памяти была невредима. Исследования неврологических больных показывают, что даже частичные поражения гиппокампа, например при несчастном случае, могул вызывать тяжелые, стойкие нарушения памяти. При этом может повреждаться память, начиная с момента несчастья, — явление, известное как антероградная амнезия, проявившаяся в экстремальной форме после операции у X. М.

Гиппокамп специализируется в комбинировании информации от различных органов чувств. Место, где находится ресторан, в котором вы говорили друг с другом, облик того, с кем вы разговаривали, звуки и запахи, доносившиеся из кухни, столик, за которым вы сидели, — всё это гиппокамп собирает в виде целостной картины в автобиографической памяти, хронике нашей жизни. И потом, если этот обед действительно того стоит, вся информация продолжает где-то храниться в течение долгого времени. Гиппокамп делает это в тесном взаимодействии с корой височной доли, которая расположена с внутренней стороны выше гиппокампа и называется парагиппокампальная извилина (gyrus parahippocampalis), или энториналъная область коры (cortex entorhinalis, рис. 25). Уильям Сковилл удалил у пациента X. М. также gyrus parahippocampalis. На вопрос о том, какая их этих двух структур мозга первой воспринимает поступающую информацию, ответ дали электрические отведения в экспериментах с вживлением в вышеуказанные области электродов при исследовании памяти бальных эпилепсией. Очевидно, вначале активировалась энторинальная область коры и лишь затем гиппокамп. Болезнь Альцгеймера начинается в энторинальной области, и нарушения памяти в начальной стадии болезни затрагивают также именно недавнюю информацию. При болезни Альцгеймера пациенты не знают, что происходило час назад, но могут с радостью делиться воспоминаниями о своих приятелях по начальной школе. Кроме того, гиппокамп имеет ключевое значение не только для памяти, он нужен нам для пространственной ориентации, а также для формировании целостного представления о будущем, как выяснилось из наблюдений над пациентами с двусторонними повреждениями гиппокампа.

К счастью, далеко не вся текущая информация запечатлевается в долговременной памяти. Кто бы захотел хранить в памяти все детали того, что с ним происходило в течение жизни: всё, что он ел, каждый разговор, каждое слово, каждую книгу? Это создало бы неимоверные трудности при поисках и извлечении той информации, которая действительно необходима. Существуют, однако, люди, способные помнить и воспроизводить невероятную массу бесполезной информации: бесконечные ряды цифр, целые телефонные справочники и железнодорожною расписания. Этот дар они получили ценой утраты многих других функций. Такими савантами большей частью являются аутисты, имеющие заметные нарушения в других областях — в способности к социальным контактам или к абстрактному мышлению (см. Х.З). То, что обычно просеивается и затем сохраняется в долговременной памяти из потока текущей информации, определяется либо значением, либо эмоциональной нагрузкой момента. Каждый может вспомнить, где он был и что делал, когда услыхал об атаке на Twin Towers[108] в Нью-Йорке 11 сентября 2001 года. Миндале видное тело (рис. 25), находящееся в височной доле непосредственно перед гиппокампом, накладывает па воспоминание отпечаток эмоциональной окрашенности. К этому причастен также гормон стресса кортизол. Миндалевидное тело отмечает вызвавшее страх событие, так что оно надолго остается в долговременной памяти. Поэтому, как установил Доуве Драайсма, более 80 % наших первых воспоминаний также связаны с отрицательными эмоциями. Для выживания важнее помнить о страхе, испуге и горе, чем о приятных моментах. Но подобный механизм может приводить и к проблемам. У женщины с височной эпилепсией, очаг которой стимулировал миндалевидное тело, во время эпилептических эпизодов всегда были одни и те же галлюцинации, во время которых она переживала очень страшный период своей юности, вместе со всеми ужасными чувствами, которые были с ним связаны. Разумеется, это явное эволюционное преимущество — прочное укоренение в памяти опасностей, как это бывает во время войны, чтобы быть во всеоружии, если что-либо подобное будет угрожать снова. Но это принимает болезненный оборот, если солдат, вернувшись домой после войны, не отдает себе отчета, что опасность уже позади. Если дома он всё еще продолжает испытывать страх и его не покидает ощущение постоянной угрозы, если в его голове то и дело проносятся картины войны, и на улице, при звуке, похожем на выстрел, он сразу же ищет укрытие, тогда дело вдет уже о посттравматическом стрессовом синдроме (ПТСС). Во время Первой мировой войны это обозначали как shell shock[109]. 306 английских солдат с этим симптомом, отказавшиеся возвращаться на фронт, были расстреляны по приговору суда как дезертиры. При ПТСС миндалевидное тело слишком хорошо выполнило свою работу, и префронтальной коре не удается убедить уже понюхавшего порох солдата, что ему больше не грозит никакая опасность. Для активации миндалевидного тела при возникновении опасной ситуации нужен химический нейротрансмиттер норадреналин. Поэтому бета-блокаторами, оказывающими противоположное действие, стараются помешать тому, чтобы миндалевидное тело слишком сильно маркировало травматический опыт, который продолжал бы мучить ветеранов страшными воспоминаниями. При пограничном расстройстве личности, которое характеризуется эмоциональной нестабильностью и когнитивно-импульсивным поведением, миндалевидное тело также слишком сильно реагирует на негативные раздражители. Отрицательные эмоции при этом заболевании сопровождаются настолько ситными стрессовыми реакциями, что повышается опасность возникновения ретроградной или антероградной амнезии. У. Сковилл, вместе с другими структурами височной доли, которые важны для памяти, удалил у пациента X. М. также и миндалевидное тело.

После смерти X, М. его мозг был передан в университет Сан-Диего. Были сделаны тончайшие срезы, процедуру эту можно было наблюдать в режиме online. Теперь можно будет проводить небывало обширные микроскопические исследования того, какие именно структуры мозга были удалены или повреждены при операции, сделанной 55 лет тому назад.