Память стирает плохие воспоминания

Наука постоянно делает новые открытия в сфере функций и возможностей нашего мозга. Сегодня уже проводятся эксперименты в области памяти, доказывающие, что на нее можно влиять и даже искусственно управлять ею. Молодой ученый, руководитель лаборатории нейронаук в Курчатовском комплексе НБИКС- природоподобных технологий Ольга Ивашкина в интервью порталу Москва 24 рассказала о том, каким образом можно влиять на память, реально ли стереть воспоминания о своих бывших и как искусственно внедрить новую информацию в мозг.

Как и когда стало понятно, что воспоминаниями можно управлять?

Все началось довольно давно, когда стало понятно, что мы можем определить белки, которые образуются в нейронах, если нейрон детектирует что-то новое. В момент, когда с организмом происходит нечто новое, количество этих белков увеличивается, и мы можем пометить их в мозге. Так мы поняли, что можем увидеть эти клетки, которые специфически участвуют в конкретном воспоминании.

В нашей лаборатории активно исследовали формирование сложных ассоциаций. Например, если на вас накричит начальник, это будет яркая ассоциация, что офис, в котором это произошло, не очень дружелюбный. И мы запомним как всю комнату и ситуацию в целом, так и отдельные элементы: в нашем случае это красные стены, длинный стол. Нас интересовало, как мозг собирает эту сцену.

Тогда мы смоделировали эту ситуацию на мышах, поместив их в камеру и предложив им запомнить одновременно световой и звуковой сигналы, сочетая их с легким током на лапы. И нашли нейроны, которые кодируют ситуацию света и звука в комплексе, когда животное вспоминает, что произошло что-то неприятное. Более того, мы нашли место в мозге, где таких нейронов значительное количество – это теменная кора.

После чего стало понятно, что такую память можно угасить естественным путем. Если после столкновения с начальником я буду приходить в ту же комнату каждый день, и ничего происходить не будет, то сила ассоциативной связи, напоминавшая о плохом, ослабнет. То же самое и с мышами: если помещать их в ситуацию, когда мы включаем свет и звук, но не включаем ток, они постепенно избавятся от памяти, что ситуация была опасной, и перестанут там замирать (испытывать естественную для них реакцию при страхе).

Какие особенности запоминания есть у человека?

У человека есть кратковременная память на несколько часов, когда сеть нейронов и связь между ними еще не укрепились; долговременная – до месяца, и дальше супердолговременная, где состав функциональной группы нейронов уже изменился и этот процесс продолжается. Например, я вспоминаю свою свадьбу, которая произошла несколько лет назад. Если сейчас я посвящу этому обдумыванию какое-то время, то группа нейронов, которая кодирует это комплексное воспоминание свадьбы, немного изменится. И картина воспоминаний, обычно незаметная для нас, чуть изменится. Отсюда возникает понятие «ложная» память, когда нам кажется, что мы что-то помним, но на самом деле нет. И если нам очень хочется во что-то верить, то в нейрональную группу встраиваются другие нейроны, и получается уже немного другое воспоминание.

Кстати, если спать мало, память будет работать не очень хорошо, потому что во сне происходят многие изменения, важные для укрепления воспоминания за день. Поэтому лучше спать достаточно, 6-10 часов в зависимости от потребностей конкретного человека.

Существуют и навязанные воспоминания. Были реальные эксперименты, когда у подростков спрашивали: «А ты помнишь, как потерялся в торговом центре, когда тебе было три года?» Этого события не было, но если с определенной частотой и нужными фразами ему это повторять, то человеку начинает казаться, что он помнит, как потерялся в торговом центре и даже как его искали.

Наиболее постоянной остается, пожалуй, только семантическая память о каких-то фактах. Например, что И. П. Павлов получил Нобелевскую премию или что главные сражения с французами были в 1812 году. События из эпизодической памяти о том, что происходило с нами, вспоминаются каждый раз по-разному, поэтому со временем люди могут путать годы и факты.

Бывают ли настолько сильные воспоминания, что их невозможно «стереть»?

Да, есть ситуации, когда ничего не помогает и никакими повторениями о том, что эта обстановка безопасная, мы не можем ее загасить. Например, травматическая память, когда у людей, побывавших в очень критических ситуациях (военные действия, теракты, катастрофы), развивается посттравматическое стрессовое расстройство.

Такая память ненормальная в том смысле, что примененная в той ситуации защитная реакция переносится и на повседневные ситуации. Например, человек может испугаться громкого двигателя машины, упасть на землю, закрыть голову руками. С такой памятью надо что-то делать. Очевидно, что возвращать военного в горячую точку для того, чтобы тот привык к ситуации и перестал испытывать чувство опасности, было бы слишком жестоким методом. Поэтому для таких случаев разрабатываются другие способы терапии.

Эксперименты с мышами доказали, что это можно сделать искусственным путем. Если мы применяем ток, то у них развивается травматическая память: она очень сильная, ее нельзя просто так погасить. Но если мы предложим им вспомнить эту ситуацию, ненадолго помещая их в “опасную” камеру, и введем ингибитор синтеза белка (вещество, останавливающее синтез. – Прим. ред.), то нейронные связи рассыпаются, и воспоминание исчезает. Но это очень сильное и широко действующее вещество, для людей оно не применимо.

Есть ли другие способы влияния на память?

Да. Можно тестировать различные фармакологические средства во время процесса воспоминания. Сегодня в лабораториях широко используют трансгенных мышей с необходимым набором искусственно введенных генов. Это позволяет изучить другие способы влияния на память. Или можно использовать вирус, который несет нужный нам генетический конструкт. Сеть нейронов мыши, которая только что запомнила событие, мы можем увидеть с помощью зеленого флуоресцентного белка, светящегося под лучами лазера.

Возможно ли стереть воспоминания о своих бывших?

Это никто не пробовал. Например, можем ли мы стереть воспоминание у самца мыши о том, где находится самка? Думаю, можем. Но сам по себе образ самки стереть не можем, потому что у мышей нет такой сильной визуальной ассоциации.

Гипотетически стереть воспоминания о бывшем возможно. Теоретически, если попросить вспомнить бывшего во всех красках, захватить эту группу нейронов генетически, внести туда изменения, потом «осветить» и «выключить», вероятно, возможно. Я могу представить, как вписать это в сценарий научно-фантастического фильма, чтобы это выглядело разумно для ученых с точки зрения текущих исследований. Но все же сегодня научные исследования нацелены на более высокие методы излечения или облегчения состояния человека.

Если возможно стереть определенный участок памяти, возможно ли внедрить определенные знания (например, уроки алгебры)?

Скорее нет, чем да. Если поместить мышь в «опасную» камеру (обозначим ее буквой “А”) c током и пометить те нейроны, которые запомнили обстановку, то при перемещении ее в безопасную камеру В и активации нужных нейронов у мышей формируется ложная память о том, что новая обстановка тоже опасная. Они начинают ее бояться, замирают. Такого типа ложные воспоминания можно формировать.

Можно также менять функциональную привязку. Если в опасной обстановке А (которую мыши выучили, где боятся и замирают) активировать светом нейроны, в которой была самка или вкусная еда, то они начинают меньше бояться обстановки А, потому что туда включаются нейроны, связанные с чем-то приятным. Но внедрить конкретные новые факты для запоминания, если с алгеброй вы ранее не сталкивались, практически невозможно.

А как вернуть забытые воспоминания?

Есть болезнь Альцгеймера и есть «мышиные» модели болезни Альцгеймера, которые дублируют какие-то основные факторы, присутствующие у больных людей. В принципе, мыши болезнью Альцгеймера не болеют, мы лишь можем это генетически смоделировать. При этой болезни снижается способность формировать память, и устойчивые воспоминания формируются слабее, это же наблюдается и у мышей. Они сначала запоминали ситуацию с “опасной” комнатой, но потом это воспоминание не сохранялось должным образом. Но если пометить светочувствительными белками нейроны, которые были активны в момент формирования этой памяти, а затем активировать эти нейроны искусственно, то воспоминание возвращается.

То есть даже когда мы что-то забываем, вероятно, сети не до конца рассыпаются, впоследствии их можно каким-то образом восстановить. В нейронах что-то остается, просто мы не можем это воспроизвести.

Само понятие «я забыл» с физиологической точки зрения означает, что какие-то связи в нейронных группах ослабляются, какие-то нейроны выключаются, группы уже не так хорошо связаны внутри себя, поэтому мы и забываем.

Понятно, что людям, которые страдают болезнью Альцгеймера, в повседневной жизни «пометить» каждый номер телефона в памяти отдельными нейронами не получится, нужно искать другие способы. Предлагать им вспомнить что-то важное и в этот момент стимулировать нейроны. Или попробовать проговаривать ключевые вещи. Сейчас терапия болезни Альцгеймера сочетает многие вещи: физическую активность, здоровое питание, определенную диету, упражнения на пластичность мозга и память, различные препараты, стимулирующие нейроны. Но для чего-то особенно важного можно будет пробовать и метод, испробованный на мышах, когда это будет разрешено.

Какой объем памяти может храниться в мозге человека?

Всё, что происходит с нами в течение жизни, оставляет свои следы. Известны люди с феноменальной памятью, например, Соломон Шерешевский (1892–1958 годы. – Прим. ред.). Он запоминал каждый день с точностью до минуты и мог сказать, что делал 10 лет назад в 10:03 и какого цвета была салфеточка на обед. Это значит, что в мозге эти воспоминания могут оставаться всю жизнь, и его объема на это хватает.

Другое дело, что для нормального существования нам это не нужно, поэтому мозг исключает из текущей памяти ненужные события. Плюс есть механизмы забывания, но у людей с феноменальной памятью они, видимо, нарушены, поэтому они все помнят. Тем не менее их мозг не «раздулся», то есть объем ограничен каким-то стандартным сроком продолжительности жизни. Если бы не естественные механизмы забывания, думаю, мы могли бы все запоминать.

Механизмы забывания созданы для снижения нагрузки на мозг, чтобы он расслаблялся?

В современном информационном потоке данные о том, что ты делал три года назад в 5:00 утра, нам не нужны. В первую очередь мы думаем о базовых потребностях: организму нужно поесть, выжить, оставить потомство. Забывание нужно для обеспечения безопасной жизнедеятельности человека. Главное – иметь возможность запомнить важные вещи. А всё не очень важное – зачем?

Мозг разных людей имеет одинаковый или разный потенциал?

У разных людей мозг в процессе развития по-разному формируется. И при том, что все основные блоки сохранены, у кого-то в одном месте больше связей, у кого-то – в другом. Одним проще запоминать написанное, другим – услышанное, а третьим надо обязательно написать самим, тогда они запомнят. С этой точки зрения мозг разных людей работает по-разному. Один с легкостью запоминает номера телефонов, другой хорошо различает лица и «считывает» людей. В данном случае играет роль как набор связей между нейронами, с которыми человек рождается, так и приобретенные факторы, потому что связи постоянно изменяются в процессе взросления.

В школе, к примеру, не всем одноклассникам одинаково просто запомнить стихотворение. Кто-то может прочитать его один раз и сразу выучить наизусть, а кому-то нужно заучивать это целый вечер, и только после 20-го раза у него сформируется это воспоминание.

В НИЦ «Курчатовский институт» занимаются исследованиями, которые должны помочь избавиться от причиняющих боль воспоминаний. Их можно стереть с помощью специальных фармакологических препаратов, наиболее эффективными из которых оказались ингибиторы синтеза белка. Об этом говорят результаты экспериментов, проведенных на мышах. В перспективе разработка российских ученых может помочь людям, страдающим от посттравматического синдрома.

«Афганский синдром»

Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), также известное как «вьетнамский» или «афганский» синдром, — тяжелое психическое состояние, которое возникает в результате единичной или повторяющейся травмирующей психику ситуации, как, например, участие в боевых действиях, тяжелая физическая травма, сексуальное насилие или угроза жизни. При ПТСР группа характерных симптомов — таких как высокий уровень тревожности, кошмары и подавленность — сохраняется на протяжении минимум месяца после события. А в некоторых случаях пережитая травма дает о себе знать всю жизнь.

На сегодняшний момент ПТСР лечат двумя способами: медикаментозным (антидепрессанты, транквилизаторы и другие препараты) и психотерапевтическим. Часто лечение неэффективно, причем человек может нуждаться в постоянном наблюдении специалиста, что требует времени и больших финансовых затрат.

Сотрудники лаборатории нейронаук курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий выяснили, как можно избавиться от негативных воспоминаний. Исследователи провели ряд экспериментов на мышах, чтобы либо полностью стереть, либо изменить воспоминания о травмирующей ситуации. Для воздействия на память были применены ингибиторы синтеза белка — они тормозят синтез белков в клетках мозга. В частности, свою эффективность на мышах показал циклогексимид.

Электрическая клетка

— В памяти людей с этим синдромом навсегда сохраняется перенесенный травматический опыт. Такая память становится навязчивой — в своих мыслях человек постоянно воспроизводит негативные события, причинившие ему в прошлом страдания, — пояснила «Известиям» младший научный сотрудник лаборатории нейронаук НИЦ «Курчатовский институт» Ольга Ивашкина. — Стандартный пример: человек, который участвовал в боевых действиях, слышит, например, рев мотора автомобиля. Этот громкий и внезапный звук вызывает у него воспоминание о стрельбе. В результате активируются все негативные воспоминания, возникает паника и сильный страх, человек находится в подавленном психическом состоянии. От этих травмирующих воспоминаний надо избавляться. Для поиска путей избавления от них мы смоделировали такую травму на мышах.

Грызунов помещали в новую для них обстановку (экспериментальную клетку, по которой был пущен ток) — такое воздействие пугало животных. В результате, когда мыши оказывались в схожей обстановке снова, прошлый травматический опыт заставлял их, как и прежде, чувствовать страх. Исследователи провели ряд экспериментов, чтобы либо полностью стереть, либо изменить воспоминания о травмирующей ситуации. На данный момент высокую эффективность против травмирующих воспоминаний показали ингибиторы синтеза белка.

— Такие препараты нарушают весь синтез белка в мозге, что позволяет повлиять на память, которая находится в лабильном, то есть доступном к изменению состоянии. Иными словами, мыши что-то выучили, дальше мы им предложили эту ситуацию вспомнить, — рассказала Ольга Ивашкина. — Когда они вспоминают, память становится активной. Если в этот момент введем ингибитор синтеза белка, можем ее нарушить.

Механизм стирания памяти связан с нарушением образования новых белков, необходимых для усиления синаптических контактов между нейронами в различных областях мозга, отметила в беседе с «Известиями» младший научный сотрудник лаборатории нейронаук НИЦ «Курчатовский институт» Ксения Торопова.

— Как в процессе обучения, так и при стрессе в мозге начинается активная экспрессия целого ряда генов, в результате синтезируются белки, необходимые для формирования нейронных сетей, связанных с памятью. При введении ингибиторов синтеза белка эти процессы нарушаются и воспоминание о новом событии не может сформироваться, — пояснила она.

От теории к практике

Как рассказали «Известиям» в Курчатовском институте, в ближайшее время исследования с ингибиторами синтеза белка будут продолжены. В рамках этого проекта ученым предстоит решить еще ряд задач. В частности, изучить долгосрочные эффекты, вызванные стиранием негативных воспоминаний.

— Допустим, мы увидели, что в результате введения препаратов на уровне поведения тревожность снизилась, негативные воспоминания о травме исчезли. Но нас интересует, вернулся ли мозг в прежнее состояние, в каком он был до получения травмирующего опыта, — задается вопросом Ольга Ивашкина.

После травмирующего события животные несколько недель жили в обычных домашних клетках, не подвергаясь никаким негативным воздействиям. Ученые за ними просто наблюдали. Оказалось, что даже спустя значительное время после стрессирующего события и без дополнительных напоминаний о нем работа нейронных сетей мозга оставалась измененной, мозг не мог вернуться в прежнее состояние.

Дальнейшая часть работы состоит в том, чтобы подобрать эффективные способы, которые позволят не только избавиться от последствий травматического события на уровне поведения, но и вернуть мозг к нормальной активности.

Исследователям предстоит провести еще ряд испытаний на мышах, чтобы подобрать эффективный и безопасный для мозга препарат.