Как мы ориентируемся. Пространство и время без карт и GPS

Больше ста лет нарушение памяти у таких людей, как Джон, позволяло ученым изучать память. Вероятно, в научной литературе чаще всего упоминался «пациент Г. М.»: в 1950-х гг. двадцатисемилетнему молодому человеку, страдавшему эпилепсией, удалили часть височных долей коры головного мозга, после чего он утратил способность формировать и извлекать воспоминания. Пациент Г. М., которого звали Генри Молисон, описывал свое состояние как «пробуждение от сна»[69]. Окружение казалось ему незнакомым; он всегда находился в «новом» месте. Ему понадобилось несколько лет, чтобы запомнить план собственного дома. По этой причине он не узнавал людей, которые несколько десятков лет изучали его память, или дорогу к местам, которые он посещал многие годы. Одним из таких мест был Массачусетский технологический институт, где в Лаборатории поведенческой неврологии с 1962 по 2008 г. проводили эксперименты с Молисоном вплоть до его смерти.

Именно случай пациента Г. М. впервые заставил ученых предположить, что гиппокамп служит источником эпизодической памяти – способности формировать воспоминания о местах и событиях, составляющих нашу автобиографию, и извлекать их. В случае с Джоном нейробиологи выявили причину, по которой он не мог вспомнить прошлое или найти дорогу, после того как с помощью МРТ получили изображение его мозга. Недостаток кислорода – гипоксия – в младенческом возрасте и последующие эпилептические припадки привели к редкому и серьезному повреждению клеток гиппокампа, остановив его рост. В результате он оказался аномально маленьким, приблизительно вполовину меньше нормального гиппокампа. Джон – один из нескольких детей, с чьей помощью исследуют природу гиппокампальной амнезии. «Это удивительные дети, – говорит Ньюком. – Их всего четверо или пятеро, и у всех разные повреждения мозга. Но все они абсолютно нормальны: разговаривают, учатся в школе, запоминают факты, но не помнят своей жизни – у них отсутствует автобиографическая память. И они не могут найти дорогу в школу, в которую ходят четыре года и которая находится всего в двух кварталах от дома».

Как выяснилось, существуют интересные параллели между людьми с нарушениями памяти, такими как Джон, и всеми детьми в первые годы жизни. У детей восприятие пространства, а также память на места и события не такие, как у взрослых, – они намного ярче и в большей степени насыщены эмоциями, но недолговечны и фрагментарны. Дети могут формировать воспоминания, но склонны их забывать; их память похожа на нить накала, которая быстро перегорает. Со времени публикации первых научных статей о состоянии пациента Г. М. и о случае Джона прошло уже несколько десятилетий, и научные знания о гиппокампе и его вкладе в развитие ребенка и память быстро расширяются. Ученые обнаружили в нейронных сетях гиппокампа разные типы клеток: нейроны направления головы возбуждаются в зависимости от того, куда повернута наша голова в горизонтальной плоскости, а нейроны решетки – при движении, строя координатную сетку для ориентирования и нахождения верного маршрута в окружающем мире. Нейроны места активизируются только в определенном месте пространства, которое называется полем места. Изображения, полученные сканированием мозга, предполагали присутствие этих клеток в мозгу человека, но доказать их существование и зарегистрировать их активность удалось лишь в процессе лечения эпилепсии, когда электроды вживлялись прямо в мозг. Другие типы пространственных нейронов характерны для тех или иных таксонов. Например, у обезьян (но не у грызунов) есть нейроны направления взгляда, которые возбуждаются, когда животное смотрит в определенном направлении.

Многие в наше время убеждены, что именно созвездия всех этих клеток, мигающие, словно гирлянда, в нашем мозге, позволяют нам определять наше местоположение и строить маршрут. По имеющимся данным, младенчество и раннее детство – это важные периоды, во время которых клетки гиппокампа начинают созревать и кодировать пространство – или, как выражаются некоторые исследователи, картировать его. Когда дети исследуют окружающий мир и создают его пространственное отображение, этот опыт может закладывать нейронную основу для эпизодической памяти, нашей способности помнить события повседневной жизни.