Где находится «жесткий диск» головного мозга?

Где находится «жесткий диск» головного мозга?

Таким образом, мы принимаем, что в нашем мозге находятся связанные друг с другом нервные клетки и что память хранится именно в этих связях. То есть где-то в мозге. Но где именно? Ствол мозга, мозжечок, промежуточный мозг едва ли являются местом хранения памяти, потому что у этих отделов мозга есть свои, очень важные, особые задачи. Эти отделы помогают нам сохранять жизнь, и, естественно, тоже хранят какую-то информацию. Но за сознание отвечает все же только большой мозг. Не стоит ли нам в первую очередь искать там нашу память?

Нейрофизиологи и исследователи мозга заняты таким поиском уже много лет, причем применяя для этого самые разнообразные методы. Мы все знаем, что существует великое множество людей с расстройствами памяти. Если, кроме того, у таких больных можно установить поражение определенной области головного мозга, то многое говорит за то, что существует взаимосвязь между определенными свойствами памяти и пораженной областью мозга. Если ваш автомобиль забарахлил, то в мастерской специалисты проверят все его детали, и если одна из них сломалась, то велика вероятность того, что проблема связана именно с этой поломкой. Правда, никаких гарантий здесь нет. Может быть, проржавевший провод до сих пор работает исправно, а дефект кроется в другом месте. Механик заменит подозрительную деталь, и если двигатель не заработает, то продолжит поиск неисправности.

У исследователей головного мозга такой возможности, естественно, нет, и на заре развития нейрохирургии довольно частыми были ошибочные решения. Например, когда для того, чтобы устранить какое-либо нарушение, удаляли часть мозга, в результате получали провалы в памяти. На этих мрачных уроках учились специалисты, изучавшие память: если удалить вот этот участок мозга, то пострадает память. Это были довольно информативные указания. Для исследования нормальной памяти проводят опыты на животных, отводя потенциалы от тех или иных участков мозга, а у людей в настоящее время выполняют функциональную магнитно-резонансную томографию. У каждого из этих методов есть свои достоинства и недостатки. По результатам исследований под подозрение (как место хранения памяти) попадают разные области головного мозга. Так где же расположен его «жесткий диск»?

Может быть, в гиппокампе?

Этот участок мозга особенно интересен. Каждый, кто хоть немного интересуется мозгом, наверняка не раз слышал, что гиппокамп особенно важен для памяти. Если в каком-нибудь телевизионном шоу, даже в упрощенном виде, заходит разговор о памяти, то в нем непременно будет упомянут гиппокамп. Собственно, это упоминание напрашивается само собой. Это красивое название происходит от греческого наименования «морского конька». Считают, что эта анатомическая структура напоминает формой это иглокожее животное (я убедился в этом впервые, когда в какой-то передаче картинку, изображающую стилизованного морского конька на плавках, отделили от них и наложили на соответствующую структуру головного мозга). Гиппокамп расположен в глубине мозга, под его корой, но благодаря своей причудливой форме легко выявляется при исследованиях. На самом деле в нашем мозге находятся два гиппокампа, по одному в каждом полушарии.

Естественно, сведения о том, что гиппокамп играет очень важную роль в формировании памяти, соответствуют действительности. В том, что мы об этом знаем, выдающуюся, хотя и печальную, роль сыграл пациент Х. М., страдавший тяжелой формой эпилепсии. Для того чтобы избавить больного от припадков, нейрохирург почти полностью удалил гиппокамп с обеих сторон. Эпилепсию удалось вылечить, но при этом больной практически потерял память. Нарушение было столь явным и специфичным, что этого пациента нейрофизиологи и исследователи мозга изучали и обследовали несколько десятков лет.

Удалось показать, что Х. М. мог пользоваться старыми воспоминаниями, но был не способен откладывать в долговременную память новую эпизодическую информацию. Продолжали работать кратковременная, процедурная и отчасти семантическая память. На практике это приводило к курьезным происшествиям. Так, например, Х. М., возможно, ощущал себя гением всякий раз, когда играл в гольф. Он был уверен, что никогда прежде не играл в эту игру. Но по мячу он каждый раз ударял сильно, уверенно и точно. Фактически он владел необходимыми навыками игры в гольф, что было вполне возможно, так как процедурная память у Х. М. не пострадала, но он всякий раз забывал, что умеет это делать.

Интеллект Х. М. сохранился полностью. В исследовании IQ он показал результат выше среднего. Он охотно и хорошо разгадывал кроссворды. По крайней мере, он умел отвечать на вопросы, ответы на которые не изменились с 1953 года. Однако жизнь сильно изменилась за те 50 лет, которые Х. М. прожил после операции. Когда ему показали мобильный телефон, Х. М. очень быстро понял, что это такое и как надо обращаться с этим прибором, так как кратковременная память не пострадала в результате операции. Однако Х. М. очень скоро забыл, что такое мобильный телефон и для чего он нужен. Каждое утро, просыпаясь, Х. М. был уверен, что на дворе 1953 год, а ему самому нет еще и тридцати. Вероятно, с кем-нибудь такое может приключиться только с похмелья, когда человек думает, что ему тридцать лет, а потом смотрит в зеркало и видит там почтенного старца. Такое можно воспринять как очень мрачную шутку. Х. М. умер в 2008 году в возрасте 82 лет. Свой мозг он завещал науке. Через год после смерти Х. М. его мозг на протяжении 52-часового живого показа был рассечен на 2401 тонкий ломтик. За этим процессом наблюдали сотни тысяч людей. Тот, кто случайно стал зрителем этой передачи, мог, вероятно, усомниться в собственном разуме.

Исследование мозга Х. М. показало, с одной стороны, что у Х. М. помимо почти полного двустороннего удаления гиппокампа (и некоторых других прилегающих к гиппокампу областей) были и другие, правда, незначительные повреждения мозга, которые, возможно, усугубили поражение памяти. С другой стороны, у него сохранилась часть гиппокампа с обеих сторон. Несмотря на то что специалисты считали гиппокамп Х. М. практически неработающим, утверждать с уверенностью этого никто не стал.

Современные исследования с помощью МРТ показывают, что гиппокамп почти всегда участвует в процессах, отвечающих за формирование памяти, однако конкретная роль его в этих процессах пока не установлена. Гиппокамп участвует также в формировании кратковременной памяти, но у таких больных, как Х. М., кратковременная память нормально функционирует и без гиппокампа. В других исследованиях было показано, что гиппокамп участвует в объединении и ассоциации различных видов информации. Согласно современным представлениям, гиппокамп служит местом восприятия новых воспоминаний. Сама кратковременная память располагается где-то в другом месте, но то, что откладывается в ней, в конечном счете попадает именно в гиппокамп. Из гиппокампа информация передается в другие области мозга. Все это напоминает процесс обработки поступившей в какую-то фирму почтовой корреспонденции. Вся почта короткое время хранится в секретариате. Потом рекламу выбрасывают в мусорную корзину, а все остальное распределяют по соответствующим подразделениям, где ею занимаются сотрудники, которые часть сохраняют, а часть выбрасывают. Сортировка почты производится ночью, чтобы днем не отвлекать сотрудников от работы. В случае памяти такой процесс называют ее консолидацией, которая по большей части происходит во время сна, причем информация переходит из гиппокампа в другие области мозга – но не сразу, а несколько позже.

То есть выходит, что гиппокамп играет роль распределительной станции? На самом деле в мозге все устроено немного сложнее. Ясно, что гиппокамп выполняет сетевую, распределительную функцию, но информация может направляться в другие отделы мозга, причем непосредственно, минуя гиппокамп. Так возникает множество копий. То же самое можно представить себе и в случае почты, когда каждый сотрудник непосредственно получает направленное в его отдел письмо, в то время как почтовое отделение оставляет себе только копию. Эта копия хранится недолго, вносится в реестр, где указано, в каком месте хранится оригинал. Гиппокампу как раз и приписывают функции такого указателя. Однако опыт пациента Х. М., который мог вспомнить о вещах и событиях, случившихся за несколько дней до операции, показывает, что в этом случае речь шла лишь об относительно новых воспоминаниях, которые были утрачены. Отсюда следует то, что подтверждается и многими другими исследованиями: гиппокамп не является «жестким диском» головного мозга. Значит, ищем дальше.