Мозг предназначен, чтобы забывать информацию

Научпоп. Наука для всех
Возможно, мозг предназначен для того, чтобы забывать информацию


Наши воспоминания не просто исчезают сами по себе. Наш мозг постоянно редактирует воспоминания еще с момента, когда эти воспоминания изначально сформировались.
Источник изображения: healthy-mondays.com

Десятилетия исследований были сосредоточены на том, как мозг получает и хранит информацию, в результате чего появились теории, которые предполагают, что краткосрочные воспоминания закодированы в мозге как модели активности среди нейронов, а долгосрочные воспоминания отражают изменение связей между нейронами.

Сейчас исследователи стали задаваться вопросами не о том как мозг запоминает информацию, а наоборот - о том, как мозг информацию забывает.

«Подавляющее большинство вещей, которые происходят со мной в моей жизни, - это осознанный опыт, который у меня есть сейчас - и я, скорее всего, не буду о нем помнить, когда мне исполнится 80 лет», - сказал Майкл Андерсон , исследователь работы памяти в Кембриджском университете, который изучает "забывание" с 1990-х годов.

«Если бы мы не забывали информацию, то у нас вообще не было бы памяти, - сказал Оливер Хардт, изучающий процессы запоминания и забывания в Университете Макгилла в Монреале. "Если бы мы все помнили, мы были бы совершенно неэффективны, потому что наш мозг всегда был бы заполнен лишними воспоминаниями. Я считаю, что мозг действует как беспорядочное устройство кодирования», - сказал Хардт, отметив, что ночью во сне многие люди могут вспомнить даже самые далекие события своего детства, но затем они забывают о них в следующие дни или недели.

Причина, по его мнению, состоит в том, что мозг не может сразу решить, какая информация важная, а какая - нет. Поэтому он сначала пытается запомнить как можно больше, но постепенно забывает о большинстве вещей. «Забывание служит фильтром», - сказал Хардт. «Он отфильтровывает информацию, которую мозг считает малозначимой».

Эксперименты проведенные в последние несколько лет, наконец, начинают более четко понимать природу этого фильтра.
Следы воспоминаний

Память - сложный предмет по многим причинам, и не в последнюю очередь из-за того, что совершенно разнообразные имеют воспоминания. От очень простых организмов, таких как морские слизняки и насекомые до людей и других животных со сложнейшим устройством мозга. Различия в том, как работает память, могут иногда сочетаться с различными архитектурами нервной системы.

Более того, даже у одного существа может быть несколько типов памяти, и они могут быть взаимосвязаны, но находиться в разных участках мозга. Например, недавно приобретенные воспоминания у млекопитающих часто связаны с работой гиппокампа, в то время как более длительная память может включать больше областей коры головного мозга. При этом механизмы работы разных типов памяти будут различны.
В этом увеличенном фрагменте мозговой ткани грызунов, усиленном флуоресцентным белком, зеленое свечение показывает, какие клетки в гиппокампе, по-видимому, хранят инграмму или физический след экспериментально индуцированной памяти. Источник изображения: Dheeraj Roy, Tonegawa Lab / MIT
В этом увеличенном фрагменте мозговой ткани грызунов, усиленном флуоресцентным белком, зеленое свечение показывает, какие клетки в гиппокампе, по-видимому, хранят инграмму или физический след экспериментально индуцированной памяти. Источник изображения: Dheeraj Roy, Tonegawa Lab / MIT

По мере изучения учеными всего этого разнообразия типов и механизмов работы памяти, у исследователей растет понимание того, что забывание - функциональная потеря воспоминаний, которая также может происходить в разных формах.

Прошлые теории о забывании в основном подчеркивали относительно пассивные процессы, в которых потеря воспоминаний была следствием разрушения или ухудшения связи с физическими отпечатками этих воспоминаний (некоторые исследователи называют их «инграммами»). Инграммы обычно представлять собой взаимосвязи между клетками мозга, которые определенным образом могут побудить их к разрушению. Этот процесс забывания может включать спонтанный спад связей между нейронами, которые кодируют память, случайную смерть этих нейронов, отказ систем, которые обычно помогают консолидировать и стабилизировать новые воспоминания, потеря контекстных сигналов или других факторов, которые могут затруднить извлечение воспоминаний.

Сейчас исследователи стали гораздо больше внимания уделять механизмам, которые активно стирают или скрывают эти инграммы памяти.

Внутреннее забывание

Одна из форм активного забывания, которую ученые официально назвали в 2017 году , называется внутренним забыванием. Это связано с определенным подмножеством клеток в мозге, которые Рональд Дэвис и Йи Чжун, в своем исследования называют «клетками забывания», вызывающими деградацию инграмм в ячейках памяти.

Эта идея возникла после того, как Дэвис, невролог из Научно-исследовательского института Скриппса в Юпитере, штат Флорида, и его коллеги сообщили о том, что плодовые мошки летящие на запах, подвергались легким ударяли электрическим током, После этого мошки быстро научились избегать запаха , связывая его с шоком.
Рон Дэвис из Научно-исследовательского института Скриппса и его коллеги определили механизм «внутреннего забывания» у плодовых мух, который начинает стирать воспоминания сразу после их образования.
Рон Дэвис из Научно-исследовательского института Скриппса и его коллеги определили механизм «внутреннего забывания» у плодовых мух, который начинает стирать воспоминания сразу после их образования.

Дэвис и его коллеги обнаружили определенный набор нейронов в мозге плодовых мух, которые непрерывно высвобождали нейротрансмиттер дофамин на другие нейроны, называемые грибовидные тела. Они определили, что дофамин играет двойную роль в формировании и забывании воспоминаний. После того, как Дэвис и его коллеги обучили мух, они заблокировали выделение дофамина на грибовидные тела и обнаружили, что память мошек улучшилась в два раза, по сравнению с тестами проведенными три часа ранее.

Объяснение, предложенное Дэвисом и его командой, состоит в том, что после появления новых воспоминаний механизм забывания на основе дофамина начинает стирать их. Дэвис считает, что это стирание происходит, потому что клетки, которые создали инграмму памяти начинают менять свою структуру. В то время как естественное стремление клеток состоит в том, чтобы вернуться к тому состоянию, в котором они находились ранее, до появления воспоминаний - то есть, если мысль не признана как важная.

«Возможно, мозг предназначен для того, чтобы забывать информацию», - сказал Дэвис. Где-то в мозгу, заметил он, может быть какой-то "судья", который говорит, что он отменяет забывание, когда ему приходит в голову то, что это нужно будет вспомнить в долгосрочной перспективе.

Чжун, невролог из Университета Цинхуа в Пекине, и его команда также успешно манипулировали забыванием у мышей. В 2016 году они обнаружили, что ингибирование специфического белка, называемого Rac1 в нейронах гиппокампа, задерживало сохранение памяти от менее 72 часов до по меньшей мере 120 часов во многих случаях. Увеличение активности Rac1 сократило срок службы памяти до менее чем 24 часов. Ранее работа группы Чжунга показала, что Rac1 также был вовлечен в несколько форм забывания у плодовых мух.

Как утверждали Дэвис и Чжун в своем совместном письменном обзоре 2017 года , все эти данные предполагали, что клеточные процессы, опосредуемые дофамином и Rac1, постоянно разрушают вновь образованные воспоминания. «С этой точки зрения, - писали они, - забывание, опосредованное внутренними механизмами забывания, может быть по умолчанию состоянием мозга; внутреннее забывание может происходить на очень низком уровне, чтобы медленно удалять вновь приобретенную память, хотя ее сила может регулироваться внутренними или внешними факторами».