«Всё, что было не со мной, помню…»

Перші спостереження за особами з обмеженим пошкодженням кори головного мозку дозволили неврологам дійти висновку, що пам’ять не локалізується в якійсь конкретній ділянці мозку. Спогади радше формуються різними ділянками мозку, де відбувається обробка інформації. Проте в 1957 р. погляди вчених змінилися. Дослідники Сковілл і Мілнер описали випадок пацієнта, у якого пошкодження медіальної частини скроневої частки (MTL), включно з гіпокампом та корою, що його оточувала, спричинило загальне погіршення пам’яті, але не вплинуло на сприйняття та когнітивні функції. Головним висновком стало те, що MTL є спеціалізованою ділянкою, що відповідає за пам’ять. Ця точка зору панувала у подальших дослідженнях пам’яті. Однак останні дослідження Стефані МакТай та її колег поставили її під сумнів. Згідно з ними, навколоносова кора, що входить до складу MTL, виконує певну функцію обробки інформації, безпосередньо не пов’язану з пам’яттю. Чи доведеться тепер повернутися до ранніх поглядів на проблеми пам’яті, чи, може, це дослідження поглибить наше розуміння того, як організована система пам’яті в MTL?

Дослідники поставили власний варіант популярного експеримента з вивчення пам’яті. Зазвичай в його рамках щура протягом кількох хвилин знайомлять із новим предметом, а потім, після тривалої перерви, одночасно дають йому два предмети: знайомий і цілком новий. Зазвичай щури з непошкодженим мозком витрачали менше часу на обстеження знайомого предмета (а отже, згадували його). Щури з пошкодженою навколоносовою корою витрачали приблизно однакову кількість часу на обстеження обох предметів, — це свідчило про те, що вони забули показаний раніше предмет. В експерименті, який поставили МакТай із колегами, знайомий і новий предмет давали щуру не одночасно, а окремо. На думку вчених, тварини з пошкодженою навколоносовою корою не забули знайомий предмет, а радше поводилися з ним, як зі знайомим — такий собі прояв хибного спогаду. Дослідники припустили, що роль навколоносової кори у впізнаванні — структурувати, зв’язувати між собою елементи подразників, оброблених раніше у процесі сприйняття. Якщо ж цю ділянку мозку пошкоджено, спогади про предмети існують тільки як фрагментарні образи елементів, сприйнятих раніше. Такі спогади можуть перериватися в результаті постійного притоку нових подразників. Звідси — хибні спогади про нові предмети з такими самими властивостями, як у подразників, що відволікають. Розвиваючи цю гіпотезу, МакТай та її колеги змогли позбавити щурів хибних спогадів, розміщуючи їх під час перерви у темній клітці, де тварини не отримували нових подразників.

Що нового вносить це відкриття у концепцію спеціалізованої системи пам’яті? МакТай та її колеги пропонують повернутися до ідеї, що пам’ять — це побічний продукт спеціалізованих функцій обробки інформації різними ділянками мозку, в даному випадку — функції перцептивного зв’язування навколоносової кори. Проте інше дослідження, мета якого — знайти різницю між забуванням і хибними спогадами в результаті пошкодження інших частин MTL, відкриває ширшу перспективу. На початку експерименту щури щодня вивчають предмети з великого списку, а потім дослідники вимірюють продуктивність їхньої пам’яті у «влученнях» (правильне розпізнавання знайомих подразників) і «хибних тривогах» (неправильному сприйнятті нових подразників як знайомих). Пошкодження гіпокампу дає меншу кількість «влучень», але не впливає на рівень «хибних тривог» — отже, помилки спричинені радше забуванням, ніж фальшивими спогадами. Водночас пошкодження передлобної кори збільшують кількість «хибних тривог» і не впливають на кількість «влучень».

Такі різні результати експерименту можна несуперечливо пояснити, побудувавши модель каналів пам’яті в MTL та їх взаємодії з ділянками кори головного мозку. Навколоносова кора є кінцевою точкою так званого потоку «що?», послідовності ділянок мозку, де обробляється інформація про предмети. Існує також паралельний потік «де й коли?», що закінчується в корі, яка оточує гіпокамп. Ці ділянки мозку обробляють просторово-часовий контекст, у якому сприймаються предмети. Потоки з’єднуються в гіпокампі, і встановлюється зв’язок між об’єктами і контекстом їх сприйняття. У цій моделі роль навколоносової кори — зв’язувати елементи сприйняття в цілісні образи предметів і робити їх стійкими до перешкод. Гіпокамп кодує і, отримуючи запит, відшукує образи предметів та їхній контекст. Пошкодження цієї ділянки мозку перешкоджає відшукуванню образів, що спричиняє забування. Передлобна кора отримує цю інформацію по каналах зворотного зв’язку, які проходять через MTL, і відстежує відповідність між предметом та контекстуальними спогадами («Чи цей об’єкт із сьогоднішнього списку?»). Без такого відстеження тварини не здатні розрізнити, з якого списку предмет — сьогоднішнього чи попереднього. Це спричиняє збільшення кількості хибних спогадів після пошкодження передлобної кори.

Десять років тому існуючі на той час докази дозволили дійти висновку, що різні форми пам’яті слід розглядати як результат пластичності функцій систем, призначених для обробки інформації. Проте функції MTL були не дуже зрозумілі. У своїх дослідженнях МакТай та її колеги пропонують часткову відповідь: навколоносова кора MTL пов’язує елементи в єдині спогади, і ця функція підтримується відомими механізмами пластичності. Гіпокамп і передлобна кора, як і інші ключові ділянки мозку в цій системі, також безпосередньо впливають на запам’ятовування завдяки пластичності своїх функцій. Отже, спеціалізована система пам’яті в MTL таки існує. Відкриття Стефані МакТай та її колег розширюють розуміння цієї системи як сукупності спеціалізованих ділянок мозку, які взаємодіють із метою координації функцій обробки інформації, необхідних для успішного запам’ятовування.

За матеріалами
журналу Science та
Українського наукового клубу