Уйти в темный кабинет: как мечты укрепляют память

Моя бабушка, деловая женщина из Новой Англии, иногда говорила про человека, что он «ушел в темный кабинет». Это английская идиома, редко используемая сегодня, и она описывает человека, погруженного в меланхоличные размышления. Она имела в виду, что человек тратит время на мечтания, вместо того чтобы заниматься чем-то продуктивным. Моя бабушка, возможно, ошибалась — мечтания все-таки могут быть продуктивными.

Причина пользы мечтаний и снов кроется в другой идиоме, которая вам, вероятно, более знакома, «утро вечера мудренее»: стоит поспать перед тем, как принимать решение. Это выражение происходит от очень старой идеи о том, что сон помогает нам принимать более правильные решения. Наука давно говорит о пользе сна для памяти. Однако по мере того, как улучшались представления о сложности сна, росло и количество вопросов о том, как сон может помочь нам решить проблему. Прослеживая изучение сна и памяти, психиатр Роберт Стикголд отметил, что поворотным моментом стала «знаковая работа Карни, Саги и коллег», опубликованная в 1994 году. Это исследование показало, что формирование памяти зависит от фазы быстрого движения глаз (REM-сна или сновидения). Эта идея подтверждена многочисленными исследованиями.

Одна из проблем, стоящих перед исследователями, заключается в том, что сон, как и память, — сложные процессы. Подобно тому, как существует несколько видов сна (фаза быстрого сна или REM-сон и фаза медленного сна без сновидений), задействующих различные системы мозга, существует также несколько различных видов памяти, также использующих разные, но частично совпадающие части мозга. Существуют две основные категории памяти: декларативная (по сути, воспоминания, о которых мы можем говорить) и недекларативная (воспоминания, к которым трудно применить язык). Например, когда мы помним такие факты, как название столицы штата, называется семантической декларативной памятью. Память о конкретном событии в жизни, а также о контексте этого события, называется эпизодической декларативной памятью. А память о таких вещах, как умение ездить на велосипеде, — это форма недекларативной памяти (существуют и другие формы), называемая процедурной памятью.

Воспоминания проходят процесс «консолидации» в мозге, то есть становятся стабильными, устойчивыми к помехам и долговременными. Консолидация памяти, независимо от типа, происходит со временем, и традиционно, согласно моделям роли сна в формировании памяти, фаза быстрого сна (REM-сон) играет особенно важную роль в этом процессе. Современная точка зрения заключается в том, что воспоминания консолидируются в структуре, называемой гиппокампом, посредством процесса реактивации паттерна нейронной активности, который наблюдался во время первоначального переживания события. Например, рассмотрим так называемое «обучение местоположению» у крыс.

Когда крыса учится ориентироваться в лабиринте, клетки гиппокампа, называемые «клетками места», активируются по схеме, воспроизводящей маршрут, необходимый для достижения цели (вознаграждения). Клетки места реагируют в определенных местах в окружающей среде. Эта схема реакций клеток места сначала временно хранится в гиппокампе. Когда крыса спит, этот набор реакций клеток места активируется, укрепляя связи между клетками. В конечном итоге, благодаря многократной активации схемы, теперь уже очень сильная память о маршруте через лабиринт передается в кору головного мозга для долговременного хранения.

Первоначально исследователи считали, что эта реактивация паттернов клеточных реакций происходит только во время сна. Недавние исследования показали, что реактивация также происходит, когда мы бодрствуем и находимся в спокойном состоянии отдыха, когда мы мечтаем. Исследования с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ) показали, что это происходит у крыс после тренировки в лабиринте, а также у людей, как в гиппокампе, так и в различных областях коры головного мозга, которые, как считается, участвуют в долговременном хранении памяти.

Задания, которые предлагалось выполнить людям, были несколько сложнее, чем относительно простые лабиринты, используемые для тестирования грызунов. Например, ученые Шук и Нив в 2019 году исследовали реакции реактивации в гиппокампе человека с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ). Их участники рассматривали составные изображения лиц (молодых и старых) и домов (также молодых и старых) и должны были оценить возраст либо лица, либо дома. Им удалось продемонстрировать, что паттерны реакций гиппокампа в состоянии покоя после выполнения задания отражали воспроизведение активности, наблюдаемой во время этой абстрактной, не пространственной задачи принятия решений.

Ученые де Воогд, Фернандес и Херманс в 2016 году провели исследование более эффективного обучения в пугающей ситуации. Они попросили участников посмотреть на изображения животных или растений. Базовые записи были сделаны после того, как участники просмотрели все изображения. Тренировка страха началась с того, что 50% изображений одной категории (например, категории растений) были сопоставлены с легким электрическим шоком. Половина участников испытала шок с изображениями растений, другая половина — с изображениями животных. На следующий день были представлены четыре изображения из каждой категории без электрического шока, и были сделаны записи. Они обнаружили «усиленную спонтанную реактивацию специфических для категории паттернов во время бодрствующего отдыха после обучения для концептуальной категории, которая была связана с эмоционально возбуждающим событием». Сочетание электрического шока с растениями создало воспоминание о растениях как о пугающих стимулах.

Исследование процессов, используемых для закрепления знаний, продолжается. Накапливаются доказательства того, что мечты — это не просто пустая трата времени. Вполне возможно, что, мечтая, мы активно пытаемся запомнить, что произошло с нами сегодня.

Источник