Прояснен механизм памяти: при попытке вспомнить что-то нейроны мозга активируются в последовательности запоминания

Группе американских ученых удалось установить, что в ходе процесса вспоминания какой-либо информации человеком нейроны в мозге активируются в той же последовательности, что и в ходе запоминания данных. Точность совпадения между запомненной информацией и тем, что вспомнил человек, зависит от порядка возбуждения нейронов.

Если порядок активации нейронов при попытке что-то вспомнить на 100% совпадает с порядком активации клеток в ходе запоминания, то точность воспроизведения информации будет тоже близка к 100%. Соответственно, чем больше ошибок в порядке возбуждения нейронов, тем менее точной будет восстановленная информация.

В конце 20-го века ученым удалось узнать, что у крыс, которые прошли лабиринт, в ходе отдыха или сна задействуются те же нейроны, которые активировались в процессе прохождения этого лабиринта. Чаще всего задействуются нейроны медиальной височной доли мозга. Ученые считают, что повторение паттернов как раз и является основной процесса запоминания и вспоминания.

В отношении людей таких данных не было — просто потому, что мало кто согласился бы вскрыть свою черепную коробку и позволить ученым имплантировать электроды, чтобы затем отлеживать их электрическую активность. Во всяком случае, желающих не было — до последнего момента. Специалисты из Национального института неврологических расстройств и инсульта США провели исследование с участием пациентов с эпилепсией. Пациентам с тяжелой формой эпилепсии имплантируют в мозг электроды — это нужно для поиска источника судорожной активности в мозге. Информацию собирают от электродов, расположенных в передней теменной доле, регистрируя возбуждение отдельных нейронов и локальные потенциалы.

Также ученые записывали так называемую электрокортикограмму. Это метод, который похож на электроэнцефалографию, отличие его состоит лишь в том, что электроды накладываются на саму кору мозга. Соответственно, специалисты получают возможность фиксировать нейронную активность на уровне как отдельных нейронов, так и целых участков головного мозга.

В ходе эксперимента с воспоминаниями пациентам давали пары не связанных между собой слов. Это могло быть «яблоко» и «институт». Потом им показывали одно из этих слов, например, «яблоко», и просили вспомнить пару. В ходе работы мозга пациента ученые фиксировали деятельность мозга — как во время запоминания слов, так и в ходе воспроизведения. Для выделении последовательности разряда нейронов в рамках одного цикла активности ученые разделяли их в соответствии с уровнем активности. Затем сравнивались два цикла, ученые хотели знать, сохраняют ли клетки аналогичный временной паттерн активности.

Как оказалось, электрическая активность мозга в ходе циклов коррелировала. Как порядок возбуждения нейронов, так и электрическая активность были очень похожи. На следующем этапе ученые сравнили как удачные попытки вспомнить пару, так и неудачные. Как оказалось, паттерны возбуждения нейронов в ходе удачных попыток вспомнить пару слова были более похожи между собой, чем в случае неудачных. Ученым также удалось доказать роль медиальной височной коры мозга в ходе воспоминаний.