Что снится крысам?
Мы можем регистрировать возбуждение зрительной коры головного мозга с помощью электроэнцефалографии. И видеть, как мозг принимает решения относительно того, складывать или вычитать числа. Мы в состоянии определять, как интенции проявляют себя в лимбической системе. В меньшей мере, но все-таки можем наблюдать, как возникает намерение говорить. А можем ли мы расшифровывать хранящиеся в мозге воспоминания о местах, виденных ранее? Да. можем.
Это было проверено в эксперименте на крысах. Одной из них в гиппокамп – ту часть мозга, которая помогает неокортексу переводить информацию из краткосрочной памяти в долгосрочную, – вживили тонкие электроды. Зверька поместили в лабиринт с приманкой. Крыса двигалась по нему в поисках последней. Возбуждение каждого нейрона в определенном участке зрительной зоны ее мозга регистрировалось посредством электродов, а телевизионная камера вела запись, показывающую точное положение животного в лабиринте. Каждый нейрон, как правило, обнаруживал признаки возбуждения в строго определенном месте – например, когда крыса слева огибала определенный угол или наталкивалась на приманку. Поэтому нервные клетки с подобным типом реакции получили название «нейронов места». Никто их ученых не может сказать, почему некий нейрон «предпочитает» именное данное, а не иное место, или четко определенный объект. Однако для эксперимента это очень важно. Итак, пока крыса бежит по изгибам лабиринта, нервные клетки в ее гиппокампе возбуждаются, образуя уникальный паттерн – схему своей активации. Если заставить ее вновь двинуться по лабиринту в поисках приманки, нейроны снова начнут возбуждаться по примерно той же схеме. Таким образом, мы можем заключить, что гиппокамп кодирует информацию о беге крысы по лабиринту.
Прежде чем продолжить, позвольте пояснить, что термин «кодирование» (encoding) не означает «хранение». Гиппокамп предназначен не для хранения воспоминаний в своем теле, а для координации и организации этого процесса в неокортексе. Исследователи установили, что когда гиппокамп меняет «рисунок» нейронных паттернов, то же самое делают и связанные с ним участки неокортекса [148] . Все выглядит так, словно первый командует последними, требуя укрепить некоторые синаптические связи – чтобы соответствующие воспоминания стали постоянными. То есть они хранятся не в гиппокампе, а закрепляются в тех участках неокортекса, где – благодаря тем или иным событиям – возникли первоначальные синаптические связи. Зрительные воспоминания хранятся в зрительной зоне коры, слуховые – в слуховой и так далее.
Гиппокамп координирует хранение воспоминаний в мозге. И вот ключевой момент: когда крыса засыпает и начинает видеть сны, он вновь «проигрывает» ту последовательность возбуждения нейронов, которая обнаруживала себя при следовании животного по лабиринту. Мы знаем, что крысы видят сны, потому что их глаза тогда совершают как раз те самые быстрые движения, которые, как уже давно установлено, ассоциируются со сновидениями. Поэтому можно констатировать: в сновидениях крысы бегут по лабиринту [149] .
Это одна из самых экстраординарных вещей из всего, что я услышал при знакомстве с нейронаукой. Сновидения – вероятно, наиболее «приватная» область ментальной активности. Тем не менее, мы можем понять, что именно видится крысе, вспоминающей во сне свои дневные похождения. Хотя мы все еще не в состоянии выяснить, когда именно ей снятся ее мать, или клетка, или собратья, или (весьма вероятно) ученые-экспериментаторы.
Можно ли «взломать» код памяти?
В понимании того, как определенные воспоминания кодируются мозгом и соотносятся друг с другом, удалось добиться заметного прогресса. В удивительной серии экспериментов Джо З. Тсьен из Бостонского университета (не имеет никакого отношения к Роджеру Тсьену из главы 8 – это просто однофамильцы) занялся алгоритмами кодирования и взаимосвязи воспоминаний. Он установил: когда мозг получает какой-то опыт, каждый аспект последнего представляется как нечто уникальное и имеющее явные характерные отличия [150] .
Рассмотрим все детально. Если вам случится пережить землетрясение, вы сможете описать его различным образом – в общем виде и в частностях. В первом случае: это было пугающее событие. Более конкретно: ощущались выводящие из равновесия толчки и движения. Еще точнее: земля ходила ходуном. Еще детальнее: вам запомнилось, что происходило в том месте, где вы были в тот момент, – скажем, на углу у церковного собора или на рыночной площади в Сан-Франциско.
Таким образом, имеем иерархию аспектов землетрясения: от общих впечатлений до самых конкретных.
Возникло что-то пугающее… → Беспорядочные толчки и движения выводили из равновесия → Земля ходила ходуном → Это было рядом с церковью или рыночной площадью.