Как мозг запоминает, где что лежит: тайны пространственной памяти

Группа исследователей под руководством профессора Лукаса Кунца из Бонна вместе с коллегами из Нью-Йорка и Фрайбурга сумела зафиксировать, как разные нервные клетки включаются и синхронизируются, когда мы что-то запоминаем. Они увидели нейронный ансамбль в действии. И картина оказалась удивительно сложной и красивой.

Нейронный дуэт: кто за объект, а кто за место?

Наша память по своей сути ассоциативна. Она не хранит факты изолированно, а связывает их в паутину смыслов. «В пространственной памяти это позволяет запомнить, что именно и где находится, — поясняет профессор Кунц. — Например, что ключи лежат на тумбочке у входа».

Чтобы увидеть этот процесс вживую, ученые записали активность отдельных нейронов у пациентов с эпилепсией, пока те играли в виртуальную игру на запоминание. Участникам нужно было выучить, какие предметы находятся в каких уголках цифрового мира. И вот что открылось.

Одни нейроны реагировали исключительно на объекты: вот «нейрон вазы» или «нейрон лампы». Другие — активировались только в определенных местах виртуального пространства. Но самое интересное началось, когда эти клетки начинали работать в паре. Их связь крепла буквально на глазах, стоило человеку надежно усвоить, что мяч лежит в правом углу, а книга — на полке. Мозг буквально «сшивал» образ и координаты в единое воспоминание. Разве это не похоже на волшебство?

Ритм гиппокампа: дирижер воспоминаний

Но как разрозненные нейроны находят друг друга? Здесь на сцену выходят мозговые волны, а точнее — особая «рябь» (ripples), возникающая в гиппокампе. Эти быстрые электрические импульсы работают как дирижер, задающий ритм целому оркестру нервных клеток.

«Рябь критически важна для объединения активности разных нейронов в сложные воспоминания, — говорит Кунц. — Она координирует их, чтобы «нейрон ключей» и «нейрон прихожей» активировались вместе и в нужный момент».

Именно этот хрупкий механизм страдает с возрастом и разрушается при болезни Альцгеймера. Человек постепенно теряет не просто память о местах — он теряет карту собственной жизни. «Поэтому так важно глубже изучать нейронную основу памяти, — заключает профессор. — Это наш долгосрочный шанс разработать новые методы лечения». Возможно, однажды, настроив «ритм» гиппокампа, мы сможем вернуть людям утраченные миры.