Мозг и его потребности 2.0. От питания до признания

Гиппокамп в поперечном срезе похож на морского конька. Ippos в переводе с греческого языка означает «лошадь, конь». У нейроанатомов прошлых веков вообще была очень причудливая фантазия, они иногда весьма неожиданно называли всякие структуры. На рис. 3.2 внизу изображены два гиппокампа человека и их своды. Что характерно для гиппокампа как структуры, связанной с новизной и кратковременной памятью?

Во-первых, у него довольно небольшая информационная емкость, что характерно, кстати, и для компьютеров: у них оперативная память обычно гораздо меньше, чем постоянное запоминающее устройство. Например, 8 Гб оперативки против 500 Гб памяти устройства. Разница существенная – вот и у нас так же. Гиппокамп – это наша оперативная память. Поэтому ее может не хватить, например, на запоминание материала третьей или четвертой лекции за день. Первая воспринимается со свежей головой, на второй уже могут начаться проблемы. Эту особенность еще называют эффектом музея.

Представьте себе, что вы пришли в Эрмитаж или даже в Лувр, ходите по залам и любуетесь картинами, скульптурами, интерьером. Вначале вам все кажется прекрасным, вызывает интерес и восторг. Так проходит час или два, на третий вам становится хуже, и скоро полотна Рубенса и Тициана начинают сливаться в однотипные цветастые пятна, да простят меня эти великие художники. Уже хочется куда-нибудь уйти, например в буфет за бутербродом или пирожным. Конечно, мозг у всех разный, и у некоторых счастливчиков такие замечательные гиппокампы, что эти любители прекрасного могут и пять, и шесть часов ходить по Лувру, а перед ужином забежать еще в галерею-другую. Но это – редкое исключение, и обычно пары часов в музее хватает «выше крыши».

Несколько слов о деятельности гиппокампа и сновидениях. Наши сны, по всей видимости, в значительной мере являются результатом ночной переработки информации гиппокампом.

Как мы уже говорили, информация в гиппокампе обычно хранится в ходе текущего дня, а ночью она либо переписывается, либо теряется. Как если бы человек написал текст в программе Word, а потом забыл сохранить файл и выключил компьютер. И этот документ пропал. Примерно так же с гиппокампом: для того чтобы информация записалась надолго, необходимо нажать кнопочку Save. Это значит, что из гиппокампа информация должна переписаться в долговременную память, а это уже другие зоны мозга – прежде всего нейросети новой коры. Сновидения, которые мы видим, часто являются следствием такой функции гиппокампа: перезаписи кратковременной памяти в долговременную. Чем интересней был день, тем больше сновидений у нас ночью и тем дольше длится так называемая парадоксальная фаза сна.

А теперь о гиппокампе и нейронных «картах местности». Для организма новизна – это хорошо, ведь осваиваются и изучаются неизведанные территории, и в мозге возникают их «отражения» (латентное обучение). Но слишком много новизны – плохо: если животное уходит очень далеко, растет риск заблудиться.

В 2014 году именно за работы с гиппокампом и связанными с ним структурами (прежде всего – энторинальной корой), которые «строят карты местности», была вручена Нобелевская премия по медицине и физиологии: «За открытие системы нервных клеток, которая позволяет ориентироваться в пространстве». Доказано, что гиппокамп содержит «нейроны места» и участвует в запоминании траектории движения. Энторинальная кора (зона недалеко от обонятельных центров) накладывает такую траекторию на систему координат, привязанную к глобальным ориентирам и сигналам от системы мышечной чувствительности (оценка длины пройденного пути). Говоря проще, гиппокамп выступает в роли заброшенного на остров Робинзона, который составляет карту острова: «Вон там гора, у подножия растут бананы. Правее горы есть водоем с пресной водой». Энториальная кора же – это навигатор, который сообщает: «От текущей геопозиции до подножия горы ты прошел три километра на северо-восток».

И когда два этих блока информации соединяются, мозг получает возможность сократить дорогу, причем не только «обратно», но и «туда». «Если пройти прямиком через джунгли, путь до бананов сократится до полутора километров». Это позволяет экономить силы, более эффективно уходить от опасности и преследовать добычу.

Впрочем, все, как всегда, несколько сложнее, и наряду с гиппокамп-зависимыми формами пространственного обучения выделяют гиппокамп-независимые (в том числе наблюдаемые в клинике при двустороннем повреждении «морского конька»).

Манипуляция с предметами

Переходим к третьему варианту исследовательского поведения – манипуляции с предметами. Очевидно, что для того, чтобы это делать, нужна рука. В основе термина «манипуляция» лежат латинские слова – manus (рука) и pleo (наполняю).