Забавная правда о памяти: что нам скрывали нейробиологи

Недавние открытия в области психологии и нейронауки меняют наше восприятие памяти. Вместо того, чтобы быть пассивным складом прошлых переживаний, память представляет собой активную, адаптивную систему, на которую влияют эмоции, внимание, повторение и даже телесные процессы, такие как пережевывание. Эти семь исследований подчеркивают, как воспоминания могут смешиваться, становиться чрезмерно обобщенными в условиях стресса или даже формироваться в неклеточных структурах. Вместе они предоставляют более четкое представление о биологических и психологических силах, которые формируют наши воспоминания, и о том, как эти процессы могут давать сбои.

Новое исследование из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе показывает, что когда мы неоднократно переживаем сходные события, например, паркуясь на одном и том же месте каждый день, наши воспоминания могут смешиваться, особенно если одно из этих событий было эмоционально насыщенным. Эта "привязанность памяти" была наиболее сильной у людей с более высоким уровнем тревожности и большей физической реакцией на эмоциональные стимулы. Это исследование ставит под сомнение идею о том, что наши мозги всегда преувеличивают различия между схожими воспоминаниями, чтобы избежать путаницы. Наоборот, под определенными эмоциональными условиями схожие воспоминания запоминаются как еще более похожие, чем они были на самом деле.

Исследователи проверили это, используя пары объектов и лиц, похожих по внешнему виду, некоторые из которых были сопоставлены с резкими звуками для индукции эмоционального возбуждения. Память о цветах объектов позже тестировалась, и люди, как правило, запоминали цвета более сходными, чем они были на самом деле, особенно если они были более тревожными или имели более сильные физические реакции на неприятный шум. Результаты предполагают, что эмоциональные события могут вызвать смешение воспоминаний, а не их разделение, что может помочь объяснить, как тревога может приводить к чрезмерным страхам или путанице между угрожающими и безопасными переживаниями. Это смешение иногда может быть адаптивным, но в других случаях оно может способствовать возникновению эмоциональных расстройств.

Исследование, опубликованное в Журнале нейронауки, показало, что эмоционально насыщенные воспоминания становятся более стабильными и яркими при повторении. Этот эффект управляется амигдалой, областью мозга, связанной с эмоциональной обработкой. Когда участники многократно смотрели негативные изображения, их мозг формировал все более стабильные паттерны активности в областях, отвечающих за память, таких как префронтальная и теменная коры. Эти стабильные паттерны помогали участникам лучше помнить эмоциональные изображения, чем нейтральные, даже после нескольких просмотров.

Исследователи выяснили, что стабилизация памяти зависела от первоначальной реакции амигдалы. Сильная эмоциональная реакция при первом контакте с изображением предсказывала более стабильную активность мозга на последующих повторах, особенно в верхней теменной дольке. Это показывает, что амигдала не только выделяет эмоциональные события изначально, но и усиливает их запоминание при повторном контакте. Хотя это может помочь нам учиться на эмоционально значимых опытах, это также дает представление о том, почему негативные воспоминания, например, те, которые возникают при посттравматическом стрессовом расстройстве, могут казаться столь стойкими.

Жевание твердых веществ, например, древесных палочек, как бы странно это ни звучало, может помогать улучшить память, согласно исследованию, опубликованному в Frontiers in Systems Neuroscience. Исследователи обнаружили, что жевание древесины увеличивает уровень глутатиона, ключевого антиоксиданта в мозге, в области, связанной с когнитивным контролем. Участники, у которых уровень глутатиона увеличивался больше всего, также лучше справлялись с тестами на память, особенно в отношении краткосрочного запоминания.

В исследовании сравнивались участники, жующие жевательную резинку, с теми, кто жевал деревянные палочки в течение пяти минут. Только группа с деревянными палочками продемонстрировала значительное увеличение уровня глутатиона в мозге. Хотя точная причина остается неясной, одна из теорий заключается в том, что физический акт жевания твердых материалов стимулирует кровоток и метаболические процессы, поддерживающие здоровье мозга. Несмотря на то, что исследование было небольшим и затрагивало только молодых людей, находки открывают интригующие возможности для влияния диеты и повседневного поведения на когнитивные функции.

Стресс не только усиливает нашу память, но также может делать ее менее точной. Исследование, опубликованное в Cell, показало, что когда мыши испытывали острый стресс перед обучением, их мозг формировал более крупные и менее специфические следы памяти. В результате животные проявляли страх к безопасным стимулам, похожим на угрожающие, что связано с такими состояниями, как посттравматическое стрессовое расстройство.

Это чрезмерное обобщение происходило потому, что стресс нарушал нормальное формирование сетей памяти в амигдале мозга. Обычно память кодируется в небольшой, выборочной группе нейронов. Но под воздействием стресса задействуется больше нейронов, чем обычно, размывая границы между безопасными и угрожающими сигналами. Исследователи проследили этот эффект до эндоканнабиноидной системы, которая становилась слишком активной под воздействием стресса и снижала способность мозга ограничивать, какие нейроны участвуют в формировании памяти. Блокировка активности этой системы восстанавливала точность памяти, что открывает возможности для лечения стресс-связанных проблем с памятью.

Неожиданное исследование, опубликованное в Nature Communications, предполагает, что память не эксклюзивна для клеток мозга. Исследователи обнаружили, что клетки человека, полученные из почек и нервной ткани, могут «запоминать» химические модели стимуляции аналогично нейронам. Эти клетки сильнее реагировали на химические импульсы, которые были рассредоточены во времени, отражая эффект «разнесенного обучения», наблюдаемый в нейронной памяти.

В исследовании использовался светоотдающий белок для отслеживания клеточных реакций, показывая, что клетки сохраняли информацию о моделях стимуляции более 24 часов. Этот эффект был вызван молекулами, такими как CREB и ERK, которые также критически важны для памяти в нейронах. Эти находки ставят под сомнение давние предположения о том, что память уникальна для нервной системы, и предполагают, что клетки по всему телу могут использовать аналогичные механизмы для обработки и сохранения информации. Это может открыть новые горизонты в медицине, например, в обучении клеток вести себя желаемым образом с помощью паттернной стимуляции.

Как воспоминания могут сохраняться в течение многих лет, если молекулы, которые их хранят, разрушаются за дни? Исследование, опубликованное в Science Advances, может дать ответ. Исследователи обнаружили, что молекула под названием KIBRA служит стабилизирующим якорем для другого фермента, PKMζ, который помогает укреплять синапсы—соединения между нейронами. Эта взаимодействие обеспечивает сохранность синапсов, вовлеченных в память, даже когда отдельные белки заменяются.

Когда исследователи нарушили взаимодействие KIBRA-PKMζ у мышей, животные потеряли ранее освоенные пространственные воспоминания. Это свидетельствует о том, что KIBRA помогает поддерживать долговременную память, постоянно направляя новые молекулы PKMζ к правильным синапсам. Как замена палубы корабля, при этом сохраняя его форму, эта система позволяет воспоминаниям сохраняться, несмотря на постоянный молекулярный обмен. Это открытие может привести к новым методам лечения заболеваний памяти, включая болезнь Альцгеймера и посттравматическое стрессовое расстройство.

Исследование, опубликованное в Журнале экспериментальной психологии: Обучение, память и когниция, показало, что память направляет наше внимание только тогда, когда мы активно держим это воспоминание в голове. Участников исследования просили извлечь, подавить или заменить воспоминания о конкретных объектах, связанных со сценами. Когда участникам позволяли свободно вспоминать воспоминания, глаза участников были прикованы к запомненным объектам, даже если они не были актуальны для задачи.

Однако, когда участников просили подавить или заменить эти воспоминания, их внимание больше не направлялось к ним—особенно в случае инструментов, которые было легче подавить, чем лица. Эта находка предполагает, что внимание не перехватывается памятью автоматически. Вместо этого память влияет на внимание только тогда, когда она активно вовлечена. Исследование проясняет, как люди могут научиться контролировать отвлекающие или тревожные мысли, что может быть полезным для управления навязчивыми воспоминаниями при таких состояниях, как посттравматическое стрессовое расстройство.