Стабильность и пластичность памяти

Нейробиолог Павел Балабан о способах улучшения памяти, механизмах забывания и феномене реконсолидации

Вопрос о стабильности и пластичности памяти касается каждого из нас. Каждый из нас иногда что-то забывал, это и есть пластичность памяти: вот она была, и ее нет. И каждый из нас что-то помнит десятками лет, это хорошо известно и установлено, что это именно долговременная память. Речь сегодня будет идти не о кратковременной памяти, а именно о долговременной памяти, которая хранится не дни, а даже годы. Тем не менее, несмотря на то, что известно, что память хранится годы, почему-то иногда она исчезает, что-то с ней происходит.

Хорошо известно, что память по сути своей является механизмом адаптации каждого из нас, человека и животных, к внешней среде. По сути дела, если мы не будем помнить, что с нами происходило сравнительно недавно, мы просто неэффективно будем жить. Память — это механизм адаптации на длительное время. Проблем здесь очень много. Исследования памяти велись очень интенсивно с конца XIX века, потому что это один из самых интересных феноменов в высшей нервной деятельности и животных, и человека. Безусловно, каждый из нас понимает, что животные тоже обладают памятью. Возможно, не в таких изощренных формах, как у людей, но память тоже есть.
Совсем недавно, в конце прошлого века, в начале 2000-х, было установлено, что при вспоминании, при использовании памяти память может быть изменена. Память становится пластичной, ее можно изменить. Это было достаточно неожиданное открытие, потому что считалось, что память есть, как безусловный рефлекс. Мы дышим, умеем говорить, произносить звуки — это все тоже формы памяти, которая проявляется в индивидуальном развитии, когда мы растем.
У взрослого человека оказалось, что, пока мы что-то не вспомним, эта память нетронута, а когда мы вспоминаем, есть возможность ее изменить, память становится пластичной. Это необычное свойство, но оно очень пригодилось экспериментаторам, потому что память — это основная загадка, которая сейчас осталась в биологии. Здесь не очень понятно даже то, как подойти к решению вопросов о том, что такое память, каковы механизмы ее хранения годами, десятилетиями. Мы помним не просто какие-то образы, а конкретные имена, цифры, номера телефонов люди могут десятилетиями помнить и так далее.
Как это может быть закодировано? При этом замечу, что объем памяти у человека не лимитирован, таких компьютеров на сегодняшний день даже не предвидится, потому что у них у всех есть лимит, а объем памяти человека не лимитирован, потому что она устроена по другому принципу, совершенно не так, как компьютер. И эти принципы — это и есть та основная загадка, которую пытаются решить ученые сейчас.
Эти работы довольно сильно интенсифицировались именно в последние 10–15 лет из-за открытия феномена, который назвали реконсолидацией. Память консолидируется, когда мы узнаем что-то новое, есть период консолидации, когда память «устаканивается», образно выражаясь, она становится уже непластичной, и мы ее можем вспомнить через год или через два, она переходит в долговременную. Если мы пользуемся долговременной памятью, мы что-то вспоминаем или, как говорят, извлекаем память из хранилища (мне не нравится это сравнение, но им пользуются). Оказывается, что при этом она может быть изменена.
И тут встает самый основной вопрос: как же так? Она может быть изменена, ее можно гасить, по сути дела. А куда же тогда девается изречение «Повторение — мать учения»? Чем больше мы повторяем, тем лучше вроде бы запоминаем на более долгий срок. Похоже, что это изречение не совсем верно, хотя в каких-то пределах верно.
Тут нужно сказать, что на самом деле (это установлено достаточно точно) память — многоуровневое явление: есть какие-то глубины, основы, основные формы памяти, которые вряд ли можно даже модифицировать, и они не изменяются. К этому относятся такие процессы, которые мы приобретаем особенно в детстве, во время индивидуального развития ребенок запоминает какие-то моторные навыки, они практически не изменяются, их изменить практически нельзя. А изменить можно память, которую называют ассоциативной, когда мы что-то с чем-то ассоциируем, какие-то наши представления о чем-то, какие-то абстрактно-логические вещи. Эту память, похоже, можно изменять при пользовании.
Память бывает посттравматическая. Это один из вопросов клиники: можно ли угасить болезненную память, которая мешает человеку или животному жить? На самом деле на сегодняшний день нет безопасных фармакологических подходов. Есть только некоторые приемы, пользуясь которыми можно чуть-чуть ослабить посттравматическую, предположим, память. В исследованиях на сегодняшний день установлено, что память действительно можно сделать новой. Есть даже понятие «наведенная память»: можно определенными приемами внушить человеку, что он это помнит, и через какое-то время он будет абсолютно уверен, что это его память. Это основано на том феномене, на том явлении, что, действительно, каждый раз, как мы о чем-то вспоминаем, мы привлекаем очень много событий. Мы вспоминаем место, то есть обстановку, много факторов, о наличии которых мы даже не отдаем себе отчета: освещенность, температуру, какие-то мелкие детали, которые не выходят на уровень сознания, но они все где-то хранятся в едином образе, как голографическая картинка.
Когда мы пользуемся памятью, мозг говорит: «Да, вот это точно». Мозг фактически мерит величину совпадения наличной информации с тем образом, который у нас есть. И когда совпадение достаточно большое, он говорит: «Да, мы это помним». Именно на свойстве многопараметричности памяти, на том, что каждое событие увязано у нас в голове с другими событиями, с обстановкой, основан, например, феномен дежавю.
Например, это было конкретно со мной: в первый раз будучи в Париже, на ступеньках перед Парижской оперой я вдруг понял, что точно уверен, что здесь был, хотя я первый раз в жизни туда приехал. Вот этот феномен меня долго не отпускал, потому что я был уверен, что все это знаю. Я повернул направо — точно та самая улица, которая мне, как представлялось, должна быть. Она там и была. Но это основано просто на том, что по кусочкам я изучаю французский язык, смотря карты, смотря кино. Я видел все это по кусочкам. Когда все это слилось воедино, у меня было ощущение, что я здесь уже был.
И сама память обязательно формирует такого рода увязки, когда мы вспоминаем какое-то конкретное событие, у нас обязательно всплывает все вокруг этого события. Если же событие изолировано от контекста, то память может быть изменена, она может стать другой, она может измениться в зависимости от контекста. На этом основано очень много приемов, с помощью которых можно чуть-чуть изменить память или исследовать, что произойдет, как ее можно пластифицировать или совсем стереть.
Вопрос стабильности и пластичности памяти исследуется сейчас, конечно же, в первую очередь на животных (настоящие эксперименты возможны только на животных) с помощью так называемых блокаторов синтеза белка, то есть известно, что любая память хранится с помощью белков. Нарабатываются какие-то новые белки, они встраиваются куда-то в нервной системе, и если мы блокируем синтез белка, то новая память не образуется, хотя генетический аппарат работает, все работает, но память не может образоваться.
Если мы вспомним какое-то событие или заставим животное вспомнить какое-то совершенно конкретное событие на фоне блокады синтеза новых белков, то окажется, что на следующий день оно тоже ничего не помнит. Так доказывается, что память зависит от появления у нас в нервной системе в совершенно определенных местах новых белков. На этом же основаны и подходы для того, чтобы пластифицировать память, изменить ее. Тут есть два приема. Первый прием — это самое простое, с помощью чего можно вызвать амнезию, это мощный шок, электрошок, удар молотком по голове, любые воздействия стирают фактически всю память, которая была прямо перед этим событием. Об этом все знают, это феномен амнезии. Амнезия может быть достаточно длительная или короткая.
Часто задают вопрос о потере памяти в результате каких-то событий: аварий, болезней. Иногда бывает, что люди теряют память. Что это такое? Что с этим можно сделать? Да, действительно, такие вещи могут происходить. По сути дела, это потери координации между системами, которые хранят у нас память, потери координации между ними в мозге. Если это восстановится, если организм преодолеет это и связи восстановятся, то будет благоприятный исход, и амнезия как бы исчезнет. Но возможны все варианты, как вы сами понимаете, все зависит от состояния организма.
Часто спрашивают, как улучшить память. Прежде всего тренироваться. Память — это фактически внутренний орган, это такое явление, как прочие физиологические явления, это способ адаптации, его нужно тренировать. В любом возрасте нужно обязательно тренировать свою память, она будет лучше. Не знаю, нужно ли изменять память, если не со специальными целями, но на сегодняшний день направленно изменить память фармакологически пока нельзя, потому что мы не можем адресоваться в нужные участки мозга. Можно стереть всю память, как происходит тотальная амнезия.
На самом деле на сегодняшний день вопросы, которые встают перед исследователями в области изучения памяти, очень острые. Прежде всего, неизвестны молекулярные механизмы хранения памяти. Есть только отдельные эксперименты, догадки, гипотезы.
Еще сложнее системные вопросы: есть память, которая, по-видимому, почти не подвержена изменениям, есть память, которая пластифицируется, и есть память, которая может сама перетерпеть изменения. Показано, что память с течением времени после события, когда мы что-то запомнили, переходит из одной области мозга в другую, включаются совершенно иные механизмы. Все эти вопросы на сегодняшний день открыты, они составляют суть фундаментальных исследований, которые необходимо проводить в настоящее время.

Павел Балабан

доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, профессор, заведующий лабораторией клеточной нейробиологии обучения Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, директор ИВНДиНФ РАН