https://frosthead.com

Как наши мозги делают воспоминания

Сидя солнечным утром в кафе на тротуаре в Монреале, Карим Надер вспоминает день, произошедший восемь лет назад, когда два самолета врезались в башни-близнецы Всемирного торгового центра. Он зажигает сигарету и машет руками в воздухе, чтобы набросать сцену.

Связанный контент

  • Смерть самого известного мозга в истории нейронауки
  • Мозговые клетки для общения
  • Птичий мозг прорыв

На момент нападения Надер был научным сотрудником Нью-Йоркского университета. Он включил радио, когда собирался идти на работу, и услышал, как стук утренних дискочеров запаниковал, когда они рассказали о событиях, разворачивающихся в Нижнем Манхэттене. Надер подбежал к крыше своего многоквартирного дома, откуда у него был вид на башни менее чем в двух милях. Он стоял ошеломленный, когда они горели и падали, думая про себя: «Ни за что, чувак. Это не тот фильм.

В последующие дни, вспоминает Надер, он проходил через станции метро, ​​где стены были покрыты заметками и фотографиями, оставленными людьми, которые отчаянно искали пропавших близких. «Это было все равно что идти вверх по течению в реке скорби», - говорит он.

Как и миллионы людей, у Надера яркие и эмоциональные воспоминания о нападениях 11 сентября 2001 года и их последствиях. Но как эксперт по памяти и, в частности, по поводу гибкости памяти, он знает лучше, чем полностью доверять своим воспоминаниям.

У большинства людей есть так называемые воспоминания о том, где они находились и что делали, когда произошло что-то важное: скажем, убийство президента Джона Кеннеди или взрыв космического челнока «Челленджер». (К сожалению, ошеломляюще ужасные новости, кажется, появляются на ровном месте чаще, чем ошеломляюще хорошие новости.) Но, как бы ни были ясны и подробны эти воспоминания, психологи считают их на удивление неточными.

Надер, ныне невролог из Университета Макгилла в Монреале, говорит, что его память о нападении на Всемирный торговый центр сыграла с ним несколько уловок. Он вспомнил, как видел телевизионные кадры 11 сентября, когда первый самолет врезался в северную башню Всемирного торгового центра. Но он был удивлен, узнав, что такие кадры были показаны впервые на следующий день. Очевидно, он не был одинок: исследование, проведенное в 2003 году среди 569 студентов, показало, что 73% разделяют это заблуждение.

Надер полагает, что у него может быть объяснение таким причудам памяти. Его идеи нетрадиционны в нейробиологии, и они заставили исследователей пересмотреть некоторые из своих основных предположений о том, как работает память. Короче говоря, Надер считает, что сам акт воспоминания может изменить наши воспоминания.

Большая часть его исследований посвящена крысам, но он говорит, что те же основные принципы применимы и к человеческой памяти. Фактически, он говорит, что для людей или любого другого животного может быть невозможно вспомнить память, не изменяя ее каким-либо образом. Надер считает, что некоторые типы памяти, такие как флэш-память, более подвержены изменениям, чем другие. Он вспоминает, что воспоминания о таком важном событии, как 11 сентября, могут быть особенно восприимчивыми, потому что мы склонны воспроизводить их снова и снова в наших умах и в разговорах с другими, причем каждое повторение может их изменить.

Для тех из нас, кто дорожит нашими воспоминаниями и любит думать, что они являются точной записью нашей истории, идея о том, что память в основном податлива, является более чем тревожной. Не все исследователи считают, что Надер доказал, что процесс самовоспоминания может изменить воспоминания. Но если он прав, это может быть не совсем плохо. Возможно, даже удастся эффективно использовать это явление, чтобы уменьшить страдания людей с посттравматическим стрессовым расстройством, которые страдают от повторяющихся воспоминаний о событиях, которые они хотели бы оставить позади.

Надер родился в Каире, Египет. Его коптская христианская семья столкнулась с преследованием со стороны арабских националистов и бежала в Канаду в 1970 году, когда ему было 4 года. Многие родственники также совершили поездку, настолько много, что подруга Надера дразнит его о «звуковой дорожке тысячи поцелуев» на больших семейных собраниях, когда люди дарят обычные приветствия.

Он посещал колледж и аспирантуру в университете Торонто, а в 1996 году поступил в лабораторию Нью-Йоркского университета Джозефа Леду, выдающегося нейробиолога, который изучает, как эмоции влияют на память. «Одна из вещей, которые действительно соблазняют меня в науке, это то, что это система, которую вы можете использовать, чтобы проверить свои собственные идеи о том, как все работает», - говорит Надер. Даже самые заветные идеи в данной области остаются под вопросом.

Ученым давно известно, что запись памяти требует корректировки связей между нейронами. Каждое воспоминание настраивает какое-то крошечное подмножество нейронов в мозге (человеческий мозг имеет всего 100 миллиардов нейронов), изменяя способ их общения. Нейроны посылают сообщения друг другу через узкие промежутки, называемые синапсами. Синапс похож на шумный порт, в котором есть механизмы для отправки и получения груза - нейротрансмиттеры, специализированные химические вещества, которые передают сигналы между нейронами. Вся транспортная техника построена из белков, основных строительных блоков клеток.

Одним из ученых, который сделал больше всего для освещения работы памяти в микроскопическом масштабе, является Эрик Кандель, нейробиолог из Колумбийского университета в Нью-Йорке. За пять десятилетий исследований Кандель показал, что кратковременные воспоминания - те, которые длятся несколько минут, - включают относительно быстрые и простые химические изменения в синапсе, которые делают его работу более эффективной. Кандель, который получил Нобелевскую премию 2000 года по физиологии и медицине, обнаружил, что для создания памяти, которая длится часами, днями или годами, нейроны должны производить новые белки и расширять доки, чтобы обеспечить работу нейротрансмиттера. более эффективно. Долгосрочные воспоминания должны быть буквально встроены в синапсы мозга. Кандель и другие неврологи обычно предполагали, что, как только память построена, она стабильна и не может быть легко уничтожена. Или, как они выразились, память «консолидирована».

Согласно этой точке зрения, система памяти мозга работает как ручка и блокнот. В течение короткого времени, прежде чем чернила высохнут, можно размазать написанное. Но после того, как память консолидируется, она меняется очень мало. Конечно, с годами воспоминания могут исчезать, как старое письмо (или даже загораться, если болезнь Альцгеймера поражает), но при обычных обстоятельствах содержание памяти остается неизменным, независимо от того, сколько раз оно вынимается и читается. Надер оспорит эту идею.

В то, что оказалось самым определяющим моментом в его ранней карьере, Надер посетил лекцию, которую Кандел прочитал в Нью-Йоркском университете о том, как записываются воспоминания. Надер задумался о том, что происходит, когда память вспоминается. Работа с грызунами, начиная с 1960-х годов, не соответствовала теории консолидации. Исследователи обнаружили, что память может быть ослаблена, если они подарили животному удар током или лекарство, которое воздействует на определенный нейротрансмиттер, сразу после того, как оно побудило животное вспомнить память. Это предполагает, что воспоминания были уязвимы для разрушения даже после того, как они были объединены.

Если подумать об этом иначе, работа предполагала, что хранение старой памяти для долговременного хранения после ее отзыва было удивительно похоже на ее создание в первый раз. Как построение новой памяти, так и удаление старой, по-видимому, связано с созданием белков в синапсе. Исследователи назвали этот процесс «реконсолидацией». Но другие, в том числе некоторые выдающиеся эксперты по памяти, не могли воспроизвести эти результаты в своих собственных лабораториях, поэтому идея не была реализована.

Надер решил пересмотреть концепцию с экспериментом. Зимой 1999 года он научил четырех крыс, что высокий звуковой сигнал предшествовал легкому поражению электрическим током. Это было легко - грызуны изучают такие пары после того, как их подвергают воздействию только один раз. После этого крыса замирает на месте, когда слышит тон. Затем Нейдер подождал 24 часа, включил тонус, чтобы активировать память, и ввел в мозг крысы лекарство, которое не позволяет нейронам вырабатывать новые белки.

Он полагал, что если воспоминания консолидируются только один раз, когда они впервые созданы, препарат не окажет влияния на память тона крысы или на то, как он будет реагировать на тон в будущем. Но если воспоминания нужно хотя бы частично восстанавливать каждый раз, когда их вспоминают - вплоть до синтеза свежих нейрональных белков - крысы, учитывая, что препарат может позже ответить, как если бы они никогда не учились бояться тона и игнорировали бы его. Если это так, исследование будет противоречить стандартной концепции памяти. Это был, он признает, длинный выстрел.

«Не трать свое время, это никогда не сработает», - сказал ему Леду.

Это сработало.

Когда Надер позже проверил крыс, они не замерзли, услышав тональность: как будто они все об этом забыли. Надер, который выглядит немного дьявольским в своей сережке и остроконечных бакенбардах, все еще болтается, рассказывая об эксперименте. С широко открытыми глазами он хлопает по столу в кафе. «Это безумие, верно? Я зашел в кабинет Джо и сказал: «Я знаю, что это всего лишь четыре животных, но это очень обнадеживает!»

После первоначальных открытий Нейдера некоторые нейробиологи пихали его работы в журнальных статьях и давали ему холодный ответ на научных встречах. Но данные ударили более гармонично в некоторых психологов. В конце концов, их эксперименты давно предполагали, что память может быть легко искажена без понимания людьми.

В классическом исследовании 1978 года, проведенном Элизабет Лофтус, тогдашним психологом из Вашингтонского университета, исследователи показали студентам колледжа серию цветных фотографий, на которых изображен несчастный случай, в котором красная машина Datsun сбивает пешехода на пешеходном переходе. Студенты отвечали на различные вопросы, некоторые из которых вводили в заблуждение намеренно. Например, даже несмотря на то, что на фотографиях был показан датсун на знаке остановки, исследователи спросили некоторых студентов: «Проехал ли другой автомобиль красный датсун, когда он остановился у знака урожайности?»

Позже исследователи спросили всех студентов, что они видели - знак остановки или знак уступа? Студенты, которым задавали вводящий в заблуждение вопрос, чаще давали неправильный ответ, чем другие студенты.

По мнению Нейдера и его коллег, эксперимент поддерживает идею о том, что память переформируется в процессе ее вызова. «С нашей точки зрения, это очень похоже на реконсолидацию памяти», - говорит Оливер Хардт, научный сотрудник лаборатории Надера.

Хардт и Надер говорят, что нечто подобное может произойти с воспоминаниями о вспышках. У людей, как правило, есть точные воспоминания об основных фактах важного события - например, о том, что в результате атак 11 сентября было угнано в общей сложности четыре самолета, - но они часто запоминают личные данные, например, где они находились и чем занимались в то время., Хардт говорит, что это может быть потому, что это два разных типа воспоминаний, которые активируются в разных ситуациях. Телевидение и другие СМИ подчеркивают центральные факты. Но вспоминая этот опыт другим людям, можно допустить появление искажений. «Когда вы пересказываете это, память становится пластичной, и то, что присутствует вокруг вас в окружающей среде, может мешать первоначальному содержанию памяти», - говорит Хардт. Например, в дни, следующие за 11 сентября, люди, вероятно, неоднократно перефразировали свои личные истории - «где вы были, когда вы услышали новости?» - в беседах с друзьями и семьей, возможно, позволяя деталям историй других людей смешиваться с их собственными,

После первоначального эксперимента Нейдера десятки исследований с крысами, червями, птенцами, медоносными пчелами и студентами колледжа показали, что даже давние воспоминания могут быть разрушены при отзыве. Цель Нейдера - связать исследования на животных и подсказки, которые они дают о суетливом молекулярном механизме синапса, с повседневным человеческим опытом запоминания.

Некоторые эксперты считают, что он опережает себя, особенно когда он устанавливает связь между человеческой памятью и этими данными у крыс и других животных. «Он немного перепродает», - говорит Кандель.

Даниэль Шактер, психолог из Гарвардского университета, изучающий память, соглашается с Надером в том, что искажения могут возникать, когда люди реактивируют воспоминания. Вопрос в том, является ли причиной искажения реконсолидация, которую, по его мнению, убедительно продемонстрировал Надер в экспериментах на крысах. «Прямых доказательств пока нет, чтобы показать, что эти две вещи связаны», - говорит Шактер. «Это интригующая возможность, что людям теперь придется следить».

В нескольких милях от его офиса в Монреале, в Институте психического здоровья Дугласа, проводится реальная проверка теории восстановления памяти Нейдера. Ален Брюне, психолог, проводит клинические испытания с участием людей с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР). Надежда состоит в том, что лица, осуществляющие уход, могут ослабить захват травмирующих воспоминаний, которые преследуют пациентов днем ​​и вторгаться в их сны ночью.

Брюне знает, насколько сильными могут быть травматические воспоминания. В 1989 году, когда он учился на степень магистра психологии в Университете Монреаля, мужчина, вооруженный полуавтоматической винтовкой, вошел в инженерный класс на территории кампуса, отделил мужчин от женщин и застрелил женщин. Боевик продолжил бойню в других классных комнатах и ​​коридорах Политехнической школы университета, застрелив 27 человек и убив 14 женщин, а затем убил себя. Это была худшая массовая стрельба в Канаде.

Брюне, который в тот день находился на другой стороне кампуса, говорит: «Это был очень мощный опыт для меня». Он говорит, что с удивлением обнаружил, как мало было известно о психологическом воздействии таких событий и о том, как помочь людям, которые пережили их. Он решил изучить травматический стресс и как его лечить.

Даже сейчас, по словам Брюне, лекарства и психотерапия, обычно используемые для лечения ПТСР, не обеспечивают длительного облегчения для многих пациентов. «Есть еще много возможностей для поиска лучших методов лечения», - говорит он.

В первом исследовании Брюне пациенты, страдающие ПТСР, принимали лекарство, предназначенное для того, чтобы помешать восстановлению страха. Препарат, пропранолол, уже давно используется для лечения высокого кровяного давления, и некоторые исполнители принимают его для борьбы со страхом перед сценой. Препарат ингибирует нейротрансмиттер, называемый норадреналин. Одним из возможных побочных эффектов препарата является потеря памяти. (В исследовании, аналогичном первоначальному эксперименту Надера с крысами, исследователи в лаборатории Леду обнаружили, что препарат может ослабить страшные воспоминания о высоком тоне.)

Пациенты в исследовании Брюне, опубликованном в 2008 году, пережили травмирующее событие, такое как автомобильная авария, нападение или сексуальное насилие, примерно десять лет назад. Они начали сеанс терапии, сидя в одиночестве в невзрачной комнате с изношенным креслом и телевизором. Девять пациентов приняли таблетку пропранолола и в течение часа читали или смотрели телевизор, пока лекарство не вступило в силу. Десять получили таблетку плацебо.

Брюнет вошел в комнату и поболтал, прежде чем сказать пациенту, что у него есть просьба: он хотел, чтобы пациент прочитал сценарий, основанный на предыдущих интервью с человеком, описывающих его или ее травмирующий опыт. Пациенты, все добровольцы, знали, что чтение будет частью эксперимента. «Некоторые в порядке, некоторые начинают плакать, некоторые должны сделать перерыв», - говорит Брюне.

Через неделю пациенты с ПТСР прослушали сценарий, на этот раз без приема препарата или плацебо. По сравнению с пациентами, принимавшими плацебо, те, кто принимал пропранолол неделю назад, теперь стали спокойнее; у них было учащенное сердцебиение, и они потели меньше.

Брюне только что закончил более масштабное исследование с почти 70 пациентами с ПТСР. Те, кто принимал пропранолол один раз в неделю в течение шести недель, читая сценарий своего травмирующего события, показали в среднем 50-процентное снижение стандартных симптомов ПТСР. У них было меньше ночных кошмаров и воспоминаний в их повседневной жизни спустя много времени после того, как действие лекарства прекратилось. Лечение не стерло память пациентов о том, что с ними произошло; скорее, похоже, изменилось качество этой памяти. «Неделя за неделей эмоциональный тон памяти кажется слабее, - говорит Брюне. «Они начинают меньше заботиться об этой памяти».

Надер говорит, что травмирующие воспоминания о пациентах с ПТСР могут храниться в головном мозге почти так же, как память о предсказывающем шок тонусе хранится в мозге крысы. В обоих случаях отзыв памяти открывает ее для манипуляций. Надер говорит, что он воодушевлен работой с пациентами с ПТСР. «Если есть шанс помочь людям, мы должны дать ему шанс», - говорит он.

Среди множества вопросов, которые сейчас преследует Надер, - становятся ли все воспоминания уязвимыми при отзыве или только определенные воспоминания при определенных обстоятельствах.

Конечно, есть еще больший вопрос: почему воспоминания так ненадежны? В конце концов, если бы они были менее подвержены изменениям, мы не пострадали бы от смущения, вспоминая детали важного разговора или первого свидания.

С другой стороны, редактирование может быть еще одним способом извлечь уроки из опыта. Если приятные воспоминания о ранней любви не были смягчены знанием о катастрофическом разрыве, или если воспоминания о трудных временах не были компенсированы знанием того, что все сложилось в итоге, мы не могли бы воспользоваться преимуществами этих с трудом заработанных жизненные уроки. Возможно, будет лучше, если мы сможем переписывать наши воспоминания каждый раз, когда мы их вспоминаем. Надер предполагает, что восстановление консолидации может быть механизмом мозга для восстановления старых воспоминаний в свете всего, что произошло с тех пор. Другими словами, это может быть то, что мешает нам жить прошлым.

Грег Миллер пишет о биологии, поведении и неврологии для журнала Science . Он живет в Сан-Франциско. Жиль Мингассон - фотограф из Лос-Анджелеса.

Карим Надер, невролог из Университета Макгилла в Монреале, оспаривал ортодоксальные представления о природе воспоминаний. (Жиль Мингассон) Воспоминания хранятся в области мозга, называемой гиппокампом, которая показана красным на этой компьютерной иллюстрации. (Photo Researchers, Inc.) Микроскопические нервные клетки (окрашенные в зеленый цвет) соединены в плотные сети, которые кодируют информацию. (Photo Researchers, Inc.) Исследователи часто изучают «воспоминания о вспышках», наши, казалось бы, фотографические ментальные образы поразительных событий, таких как взрыв космического челнока «Челленджер» в 1986 году. (AP Images) У большинства людей есть так называемые «воспоминания о вспышках» о том, где они были и что делали, когда произошло что-то важное, например, убийство президента Джона Ф. Кеннеди. Но насколько ясны и подробны эти воспоминания, психологи обнаруживают, что они на удивление неточны. (AP изображения) Память о нападении на Всемирный торговый центр сыграла несколько шуток над Надером. Он вспомнил, как видел телевизионные кадры 11 сентября, когда первый самолет врезался в северную башню Всемирного торгового центра. Но он был удивлен, узнав, что отснятый материал впервые вышел на следующий день. (AP изображения) Воспоминания изменяют способ, которым нервы обмениваются сигналами в точках контакта, называемых синапсами. На этом изображении, увеличенном в тысячи раз, нервное волокно, показанное фиолетовым, встречает тело желтой клетки. (Photo Researchers, Inc.) Память удивительно податлива, говорит Элизабет Лофтус, психолог из Калифорнийского университета в Ирвине. (Жиль Мингассон) В классическом эксперименте Лофтус обнаружил, что люди, которые видели фотографии инсценированной автокатастрофы, могли запоминать важные детали. (Элизабет Лофтус) Людей, которые видели машину у знака остановки, позже обманули, заставив подумать, что они видели знак доходности. (Элизабет Лофтус) Исследования психолога Алена Брюне показывают признаки помощи людям с посттравматическим стрессовым расстройством. (Жиль Мингассон) Пациенты, которые вспомнили о своей травме после приема препарата, который нарушает формирование памяти, чувствовали меньшую тревогу, когда позже вспоминали об этом событии. Помощник Брюне Елена Саймон демонстрирует. (Жиль Мингассон)
Как наши мозги делают воспоминания