Учёные нашли "кнопку сброса" памяти в мозге

Учёные раскрыли, как мозг разделяет поток воспоминаний на отдельные "глава". Новое исследование, опубликованное в журнале Neuron, показало, что крошечный участок глубоко в стволе мозга — locus coeruleus, или голубое пятно — играет ключевую роль в процессе разделения памяти. Именно этот кластер нейронов, известный своей связью с вниманием и возбуждением, особенно активируется при заметных переменах — например, когда меняется обстановка или контекст событий. Такая активность выступает, как своего рода, пунктуационная метка: мозг «разделяет» одно событие от другого, сохраняя их как самостоятельные эпизоды.

В исследованиях команды из UCLA и Колумбийского университета применялась функциональная МРТ и отслеживание размера зрачков, чтобы наблюдать изменения активности мозга у людей во время запоминания информации и последующего воспоминания. Было установлено, что всплески активности locus coeruleus совпадают с важными переходами и способствуют созданию раздельных, чётких воспоминаний. Вероятно, в этот момент происходит некий "сброс" — перенастройка цепей памяти в гиппокампе.

Авторы подчеркивают: человеческая жизнь идёт непрерывно, но для понимания её мы разбиваем события на отдельные эпизоды. Мы не помним прошлое как сплошную плёнку, а словно перелистываем главы книги. Ранее учёные уже знали, что гиппокамп важен для эпизодической памяти, объединяя события, близкие по времени, и разделяя разные по контексту. Но что запускает переключение режимов? Команда предположила — импульсы от locus coeruleus.

Этот участок выделяет нейромедиатор норэпинефрин, способствует реакциям на новизну и неожиданности, а также тесно связан с областями мозга, отвечающими за различение схожих событий. Исследователи решили, что короткие выбросы активности locus coeruleus могут быть сигналом "сброса", подсказывающим гиппокампу переписать карту воспоминаний, если что-то изменилось.

В опыте участвовали 36 здоровых молодых взрослых, финальный анализ провели для 32, из них 28 — с действительными данными слежения за зрачком. В МРТ-сканере участники видели последовательности изображений предметов. Перед каждой картинкой в одном из ушей звучал тон — он подсказывал рукой какой делать задачу и создавал ощущение контекста. В каждом блоке серии повторялся один и тот же тон, при переходе контекст менялся и звучал другой тон в другом ухе и с другим тоном — это воспринималось как граница события.

После каждого блока участники вне сканера выполняли задания на запоминание порядка предметов. Также оценивалась активность locus coeruleus, его структурное состояние и реакция зрачка на "границу события" — давно известный косвенный индикатор вовлечённости locus coeruleus.

Результаты: людям было труднее запомнить порядок предметов, границу между которыми составлял сменившийся контекст — переключение effectively "разрезало" цепочку воспоминаний. При этом реакции на предмет после границы замедлялись, что говорит о росте внимания из-за перемены обстановки. Явно: всплески активности locus coeruleus во время таких переходов были связаны с более слабой памятью о последовательности — мозг искусственно создавал разделённые файлы воспоминаний. Другими словами: запомнили точнее то, что «внутри» эпизода, чем за его «пределами».

Не все границы запускали такую реакцию locus coeruleus — только определённые сигналы или уровень вовлечения играли роль. При подробном анализе гиппокампа обнаружили: чем сильнее активность locus coeruleus, тем явственнее разделяются между собой паттерны активности в отделе зубчатой извилины (dentate gyrus) при встрече с границей событий. Интересно, что в другом участке гиппокампа — CA2/3 — наблюдалась обратная тенденция, природа которой пока не ясна.

Также данные размера зрачка подтверждают гипотезу: при предъявлении границ события зрачок расширялся сильнее и коррелировал с активацией locus coeruleus.

Участники, у которых зрачки раньше реагировали на "границу", хуже запоминали порядок — подтверждая предположение, что сильная локальная реакция мешает связно запоминать общую последовательность.

Что касается роли хронически повышенной работы locus coeruleus (например, при стрессах), выяснилось: у людей с такой "активностью на фоне" зрачок хуже реагирует на новые границы — как будто постоянно включенная тревожная система перестаёт замечать сигналы «настоящей» перемены. Это подтверждается и анализом МРТ: при большем "фоновом шуме" locus coeruleus, и нейронные реакции, и зрачок слабо откликаются на границы между событиями.

По словам главного автора, это открывает путь к новым подходам — возможно, методы регулировки возбуждения мозга (mindfulness, дыхательные упражнения, медикаменты) помогут вернуть «умение» фиксировать важные события и лучше разделять и хранить воспоминания — что может быть важно для терапии ПТСР или болезни Альцгеймера.

Авторы подчеркивают: хотя данные убедительны, они статистические и не доказывают причинно-следственных связей. Имиджинг locus coeruleus сложен из-за его миниатюрности и положения в мозге, данные fMRI остаются зашумлёнными. Дальнейшие исследования с лучшим разрешением должны позволить точнее установить, как именно мозг переключается между запоминанием и "разделением" событий — и действительно ли locus coeruleus играет роль настоящей «кнопки сброса» для нашей памяти.