Путеводный нейрон. Как наш мозг решает пространственные задачи

Возможно, мы никогда достоверно не узнаем, что в процессе эволюции гиппокампа появилось раньше – пространственное восприятие или память? Может быть, они даже развивались параллельно: ископаемые останки не могут раскрыть эту тайну. В любом случае с учетом того, насколько важно восприятие пространства для выживания в дикой природе, мы можем быть уверены, что мозг млекопитающих стал «осознавать пространство» на ранних этапах эволюции. «Подумайте, какие задачи требуется решать такому животному, как крыса, – говорит Кейт Джеффри. – Она явно должна уметь находить обратную дорогу к гнезду, а также помнить все, что с ней произошло в разных местах, чтобы не повторять своих ошибок. Например: “Когда я в последний раз была здесь, за стеной сидела кошка” или “В прошлый раз отсюда я повернула налево, и ничего хорошего из этого не вышло, так что теперь я поверну направо”. Вполне возможно, в мозге естественным образом соседствуют и само место, и то, что в этом месте происходит».

Одна из загадочных характеристик автобиографической памяти состоит в том, что наша жизнь представляет собой непрерывный поток восприятия, а помним мы ее как череду последовательных эпизодов. Попробуйте вспомнить прошлую субботу. Часы и минуты не поплывут перед вашим мысленным взором непрерывным потоком, словно при ускоренной перемотке фильма, – скорее вы вспомните короткие отрезки, вроде коллекции главных моментов.

Как наш мозг определяет границы эпизода – те моменты, когда он, так сказать, нажимает на кнопку записи? Одним из главных определяющих факторов служит место. События, происходящие в одном месте, запоминаются как элементы одного фрагмента эпизодической памяти; стоит переместиться в другую точку, и запись начнется снова. Другими словами, пространственные границы отражают границы события. Не так давно группа исследователей под руководством Эйдена Хорнера, экспериментального психолога из Нью-Йоркского университета, поставила сложный опыт с виртуальной реальностью, чтобы продемонстрировать значение пространства для долговременной памяти. Они предложили группе добровольцев проложить путь через дом, сгенерированный компьютером. Этот дом состоял из сорока восьми комнат, соединенных дверьми. В каждой комнате было два стола, на каждом столе лежал какой-то предмет. Участники эксперимента должны были пройти через весь дом и по очереди рассмотреть все эти предметы. Через какое-то время исследователи предложили им ряд тестов, чтобы проверить, насколько хорошо те запомнили и сами предметы, и последовательность, в которой они их видели. Например, когда им показывали изображение детской коляски, они должны были сказать, что предшествовало ей или что следовало за ней.

Как оказалось, испытуемые гораздо лучше справлялись с задачей, если предметы, которые они пытались вспомнить, находились вместе в одной комнате. И все зависело от контекста: например, участникам эксперимента было легко ассоциировать детскую коляску с девочкой, если они видели коляску и девочку в одной комнате. Проход через дверь играет роль своего рода «закладки» между воспоминаниями, и события между двумя «закладками» остаются тесно связанными в памяти[153].

8. Эксперимент Эйдена Хорнера с прохождением дверей

По всей видимости, проход через дверь оказывает серьезное воздействие на организацию воспоминаний. Это может быть катастрофой для кратковременной, или рабочей, памяти, потому что ускоряет ее вытеснение[154]. В тот момент, когда вы приходите на кухню, недоумевая, зачем пришли, это и есть «эффект двери». По одной из гипотез, переход границы очищает кэш рабочей памяти и перемещает его содержимое в долговременную память. Как показал эксперимент Хорнера, прошлое лучше вспоминается по главам.

Судя по этим данным, пространственные границы так же важ– ны для психологического состояния человека и животных, как и для их физического поведения. Как мы уже видели, все млекопитающие, включая людей, при исследовании окружающего мира тяготеют к границам. Кроме того, границы являются главными элементами когнитивных карт. Чувствительность нейронов места в гиппокампе к краям, стенам и границам определяется нейронами границы. Напрашивается предположение, что эти же нейроны отвечают за определение границ в эпизодической памяти. Если гиппокамп определяет уникальную последовательность возбуждения нейронов места – единственную в своем роде когнитивную карту – для каждого места, в чем убеждены нейробиологи, тогда вполне возможно, что события, произошедшие в этом месте, тоже привязаны к карте.