Управляющий мозг. Лобные доли, лидерство и цивилизация

Давайте вернёмся к нашему главному управляющему. Ему необходимо собрать команду экспертов для сложного, долгосрочного проекта с непредсказуемыми результатами. На каждой стадии проекта он должен найти требуемые знания; решить, как он выйдет на имена экспертов; найти их; помнить их имена и телефоны, по крайней мере пока длится проект; найти средства, диктуемые следующей стадией проекта, и т.д. Представьте себе далее, что на каждой стадии проекта ему нужны эксперты более чем одного типа, так что проводятся различные параллельные поиски. Это будет довольно точное описание рабочей памяти. Рабочая память весьма отлична от активности, которую мы традиционно отождествляем со словом «память» — заучивание и сохранение фиксированного объёма информации.

Но роль рабочей памяти не ограничена принятием крупномасштабных решений. Мы зависим от рабочей памяти даже в самых обыденных ситуациях. Вы храните в вашей памяти номера телефонов вашего любимого ресторана и вашего врача. Вы знаете, где вы держите ваши туфли и ваш пылесос. Даже если эта информация всегда в вашей памяти, она не постоянно в фокусе вашего внимания. Когда вам нужно развлечь ваших друзей, вы звоните в ресторан, а не своему врачу. Когда вы утром одеваетесь, вы идёте к шкафу, в котором хранятся туфли, а не к шкафу, где помещается пылесос. Эти на вид тривиальные и не требующие усилий решения также требуют рабочей памяти.

Мы обладаем способностью концентрироваться на информации, релевантной данной задаче, и затем переходить к следующему фрагменту релевантной информации. Отбор информации, подходящей для задачи, происходит автоматически и без усилий, и гладкость этого отбора гарантируется лобными долями. Однако пациенты на ранних стадиях деменции часто сообщают о «бессмысленных» действиях. Они могут взять грязные тарелки в спальню вместо кухни, или открыть холодильник в поисках перчаток. Это ранняя поломка способности лобных долей отбирать и активировать информацию, соответствующую задаче. Рабочая память часто страдает на ранних стадиях деменции. Человек с серьёзно ухудшившейся рабочей памятью очень быстро окажется в состоянии безнадёжной путаницы.

Парадокс рабочей памяти состоит в том, что хотя лобные доли играют решающую роль в доступе и активации информации, релевантной задаче, сами они не содержат этой информации — она находится в других частях мозга. Чтобы продемонстрировать это отношение, Патриция Голдман-Ракич и её коллеги из Йельского университета изучали задержанные ответы у обезьян9. Они вели внеклеточную регистрацию нейронов в лобных долях обезьяны, которые были активны до тех пор, пока энграмма (след памяти) была активирована, и которые выключаются, как только инициирован ответ. Эти нейроны ответственны за активирование энграмм, но не за их хранение.

Различные части префронтальной коры вовлечены в различные аспекты рабочей памяти, и существует своеобразный параллелизм между функциональной организацией лобных долей и задними отделами коры. Было давно известно, что у приматов (включая человека) зрительная система состоит из двух различных компонентов. «Что»-система, простирающаяся вдоль затылочно-височного градиента, перерабатывает информацию, позволяющую отождествлять объекты. «Где»-система, простирающаяся вдоль затылочно-теменного градиента, перерабатывает информацию о местоположении объектов. Вероятно, зрительное пространственное знание также распределено. Память на «что» формируется внутри затылочно-височной системы, а память на «где» — внутри затылочно-теменной системы.

Контролируется ли доступ к этим двум типам зрительной памяти одними и теми же или различными лобными зонами? Сьюзан Кортни и её коллеги из Национального института психического здоровья ответили на этот вопрос с помощью PET-эксперимента с оригинальной активационной задачей10. Предъявлялся набор лиц в формате четыре ряда по шесть изображений, за ним следовал другой набор лиц. Испытуемых просили ответить на «что»-вопрос (Являются ли лица одними и теми же?) или на «где»-вопрос (Появляются ли они на тех же позициях?). Две задачи породили два различных типа активации внутри лобных долей, в нижних частях — для «что», и в верхних частях — для «где». Аналогичные открытия были сделаны Патрицией Голдман-Ракич и её коллегами из Йельского университета, которые изучали обезьян, используя записи активности одиночных клеток (single-cell recordings)11.