Природа памяти

Память — одно из наиболее загадочных и удивительных свойств человеческого мозга, позволяющее нам учиться, хранить воспоминания, адаптироваться к окружающему миру. Мы говорим о памяти как о чем-то само собой разумеющемся, не задумываясь о том, какие сложные процессы заставляют нас помнить.

В наших статьях мы нередко говорили о том, какой бывает память, что приводит к ее нарушениям и как ее развивать. Но мы ни разу не заглядывали в самую суть — в нейрофизиологические механизмы памяти. Попробуем разобраться, что такое воспоминания, как возникают устойчивые нейронные соединения и где хранится наша память.

Что такое память

Чтобы ответить, как формируется память, нужно сначала понять, что такое воспоминания.

Наш мозг может возвращать из прошлого пережитые ситуации, образы, эмоции. И «проигрывать» перед нашим мысленным взглядом эти картинки. Это и есть воспоминания. 

Жизнь некоторых воспоминаний очень короткая — не дольше минуты. Это то время, которое мы помним номер телефона, бросив взгляд на цифры. Если этот номер нам больше не понадобится, он исчезнет из нашей памяти без следа. 

Другие воспоминания живут дольше. Когда мы к ним возвращаемся, мозг «достает» их из нашей долгосрочной памяти. Но и эти воспоминания неоднородны. Какие-то из них — ярче, какие-то обрывистые и нечеткие.

Однако, если обобщать, то наша память — это способность сохранять, удерживать и воспроизводить информацию. О том, как это происходит, мы поговорим дальше.

Как нейроны образуют связи

Нейроны — клетки мозга, связанные между собой синапсами. Именно они формируют наши воспоминания.

При возникновении реакции — например, когда мы слышим звук или чувствуем запах, или учим стихотворение — происходит передача информации от одной нервной клетки другой. 

Передающая клетка называется пресинаптической, принимающая — постсинаптической. При этом каждая клетка может быть в разных ситуациях как передающей, так и принимающей, ведь для этого у нейронов есть специальные инструменты. У каждого нейрона есть по одному отростку, который называется аксон. Это — исходящий канал, по которому клетка передает информацию другими клетками. Кроме того, у нейронов есть несколько отростков дендритов, или входящих каналов, при помощи которых нейрон может принимать информацию от других клеток. 

Клетки общаются при помощи электрического импульса и химической реакции.  Если точнее, то внутри нейрона информация передается в форме электрического импульса, а между нейронами, в синапсах — уже в химической форме в виде так называемых нейромедиаторов. 

Что такое синаптическая пластичность

Внешние раздражители, воздействуя на человека, вызывают реакцию в разных группах нейронов, изменяя силу синапсов, то есть связей между клетками. Синапсы могут усиливаться или ослабевать, если снижается их активность. Эта способность называется синаптической пластичностью и отвечает в нашем организме за процессы обучения и за память. 

Синаптическая пластичность бывает краткосрочной или долговременной. Краткосрочная пластичность встречается у всех видов живых существ, длится максимум несколько минут и отвечает за кратковременную память. Долговременная пластичность отвечает за формирование устойчивых воспоминаний и может сохраняться очень долго.  

Именно благодаря синаптической пластичности мы можем узнавать и запоминать новое, а также забывать ненужное.

Кратковременная память

За этот вид памяти отвечает краткосрочная синаптическая пластичность. Этот вид пластичности представляет из себя электрофизиологический импульс, который лишь на время усиливает синаптическую связь.

Кратковременная пластичность отвечает за быструю реакцию на сенсорную информацию. Например, когда человек обжигается, он отдергивает руку — это пример адаптации к сенсорному воздействию. Также этот вид пластичности отвечает за формирование кратковременной памяти, в которой мы можем хранить очень ограниченную по объему информацию не дольше полминуты — минуты. Дальше информация либо стирается из памяти, либо переходит в долговременную память, о которой мы поговорим ниже.

Долговременная память

Передаче воспоминаний из кратковременной в долговременную память сопутствует переходная, или нейрохимическая память.

Промежуточная память

Промежуточная память характеризуется выработкой дополнительных медиаторов — нейропептидов. Эти вещества играют важнейшую роль в усилении синапса и в формировании долгосрочных воспоминаний.

Долгосрочная память

Итак, за долговременную, или нейроструктурную, память, то есть за формирование устойчивых воспоминаний, отвечает долгосрочная синаптическая пластичность. Она принципиально отличается от кратковременной тем, что при формировании долговременной памяти изменяется структура нейронов. Все эти структурные изменения связаны с определенной информацией, которая теперь хранится в памяти. И чем чаще мы повторяем заученное, чем чаще активизируются связи, тем они становятся сильнее и тем больше изменений происходит в структуре нейронов.

Где хранится память

Ученые доказали, что память хранится не в каком-то специально выделенном для этого отделе мозга, а буквально везде, во всех нервных клетках, соединенных между собой сетью синапсов. Каждое воспоминание формирует свою группу нейронов. Когда мы думаем о том или ином событии, эту группа снова активизируется. Однако нельзя сказать, что за одно событие отвечает только одна часть нервных клеток. 

Дело в том, что мы помним не одно событие, а несколько. По сути, каждое воспоминание склеено из нескольких сюжетов нашей эпизодической памяти, которые хранятся в разных отделах мозга. Так, в воспоминание включена память места, памяти на людей, на эмоций. Каждое воспоминание отвечает на вопросы «где?», «с кем?», «когда?», «что я чувствовал?» и так далее.

Склеивает эти воспоминания в единое целое область мозга под названием гиппокамп, который еще называют «центром памяти». Сначала он «дирижирует» всеми частями воспоминаний и учит клетки работать в унисон. После того, как клетки «запоминают» нужную структуру воспоминания, гиппокамп  «перераспределяет» воспоминания в долговременную память, расположенную в других отделах мозга. 

Когда необходимо, нейроны сами выстраиваются в нужную структуру воспоминания и воспроизводят его уже без помощи гиппокампа. Процесс перевода памяти из эпизодической краткосрочной в долговременную устойчивую называется консолидацией памяти. 

Кроме того, что гиппокамп участвует в превращении памяти из краткосрочной в долговременную, он также связывает с воспоминаниями определенные эмоции. В зависимости от контекста произошедшего события, воспоминания о нем станут либо приятными, радостными, либо мрачными и тревожными.

Почему воспоминания меняются?

Теперь, когда мы разобрались с природой воспоминаний, становится понятнее, что память — это не фильм, «записанный» на диск и спрятанный в каком-то отделе мозга. Это очень сложный и динамичный процесс. 

Что такое эпигенетика, как внешние факторы влияют на геном человека и почему важно знать истории жизни предков — читайте в статье «Эпигенетика. Память отцов»

Представьте, что вы вспоминаете какое-то событие из детства. Например, ваш первый поход с мамой в зоопарк. Вы помните, что воспоминание было радостным, счастливым, но сейчас оно не вызывает у вас тех же эмоций. Более того, вы знаете, что животные раньше жили в маленьких клетках и жизнь их была невыносимой. У вас есть новая информация, которая влияет на прошлый опыт и заставляет вас по-новому воспринимать те давние события. 

Дело в том, что одно и тоже воспоминание воспроизводит каждый раз немного другой человек. Согласитесь, что есть разница между человеком в детстве и человеком во взрослом состоянии. У него меняются ценности, задачи, приоритеты. Он по-иному думает и о другом мечтает. Поэтому, воспроизводя воспоминание, человек проживает его заново с учетом своего нынешнего опыта.

Как сохранить воспоминания неизменными?

Но как же сохранить воспоминания в их первоначальном виде? Неужели это невозможно?  На самом деле, этот  вопрос люди начали задавать себе уже давно. И пытались сохранить свои впечатления, эмоции, мысли в дневниках и в мемуарах. Однако, когда человек пишет дневник, он все равно интерпретирует и невольно редактирует события. Потому что письменная речь очень отличается от устной, к тому же она лишена невербальных приемов — жестов, мимики, выражения. Так что информация в письменной форме может быть искажена.

Сегодня есть альтернатива дневнику, это — Цифровая капсула времени. В Капсуле можно сохранять воспоминания сразу после того, как они появились. Вы можете записать видео или аудио и добавить к своему архиву. Вы можете также сопроводить описание события документами и фотографиями. Например, представьте, что ваш сын окончил школу. Он очень счастлив, его переполняют эмоции. Вы можете попросить его описать этот день. И сохранить запись в семейной Цифровой капсуле. Представьте, если бы этой возможности не было, то память о выпускном вечере стала бы расплывчатым и неясным воспоминанием уже лет через пять. А так это событие и настоящие эмоции вашего ребенка будут надежно сохранены в вашей семейной Капсуле.