Розрізнені образи з'єднуються в нашій пам'яті на рівні окремих нейронів.
Близько 10 років тому нейробіологи виявили дивний феномен: деякі нейрони в людському мозку активувалися тільки у відповідь на конкретний образ. Ті дослідження виконувалися на пацієнтах, хворих на епілепсію, яким вводили електроди в кору мозку, щоб дізнатися, яка ділянка відповідає за хворобу. Одночасно можна було виконувати наукові експерименти (зрозуміло, на добровільній основі).
Коли людині з електродом в голові показували фотографію якоїсь знаменитості, на кшталт актрис Дженніфер Еністон або Джулії Робертс, або ж якусь сцену з мультфільму, то у відповідь можна було бачити активність певних нервових клітин, причому нейрон «Дженніфер Еністон» мовчав на фотографії Джулії Робертс. Такі нервові клітини знаходилися в ділянці мозку, захоплюючої гіпокамп, який, як відомо, служить у нас головним центром пам'яті.
Подальші експерименти показали, що в мозку дійсно є клітини, що відповідають за впізнавання різних об'єктів, людських осіб тощо. Таких клітин для кожного об'єкта виділені не одна і не дві, а близько тисячі, якщо не більше, проте вони можуть відстояти один від одного занадто далеко, щоб нейробіологи могли помітити їх всі відразу.
Причому, що важливо, ці клітини відрізняють важливі ознаки від другорядних: наприклад, на знамениту персону вони реагують незалежно від того, у що одягнена знаменитість і яка у неї причіска. Однак у деяких випадках, коли людині показували знайомий об'єкт у новому контексті, такі нейрони мовчали.
У той же час наші спогади адже ніколи не складаються з окремо розташованих об'єктів. Наприклад, ми можемо згадати нашого знайомого в ситуації, коли він прийшов до нас в гості, або коли ми зустріли його на вулиці - очевидно, що тут є два різних місця, вулиця і будинок, для яких виділені свої нейрони, і вони повинні якось взаємодіяти з клітинами, що відповідають за образ людини. І взагалі, ми запам'ятовуємо цілі ланцюжки подій, в яких з різними об'єктами весь час щось відбувається - такого роду інформація називається епізодичною пам'яттю.
Як поводяться з такою пам'яттю вищеописані специфічні нейрони, спробували з'ясувати Іцхак Фрід (Itzhak Fried) (один з тих, хто відкрив такі клітини) з Каліфорнійського університету Лос-Анджелесі і його колеги з Університету Лестера. Добровольцями в їх дослідах знову послужили пацієнти-епілептики, яким ввели електроди в кору мозку - їм показували від ста до двохсот різних зображень: серед них були місця, які подобалися самим учасникам експерименту, і портрети знаменитостей, і відомі архітектурні споруди, на кшталт Пізанської вежі, і інші елементи ландшафту.
У кожної людини (а було їх 14) вдалося записати активність 600 клітин, і серед них можна було виділити групи від 2 до 28, які разом реагували, щонайменше, на одне зображення. Потім картинки поміняли так, щоб персонаж і фон у них не збігалися за нейронною активністю, наприклад, актора Клінта Іствуда комбінували з Пізанською вежею - знаючи, що нейрони, що відповідають за відому людину, ніяк не реагують на відому архітектурну споруду.
Після того, як учасники експерименту переглянули такі колажі, вони повинні були пройти серію тестів на пам'ять: наприклад, їм потрібно було зібрати виденний колаж з роздільних фото - тобто до фотографії Клінта Іствуда підібрати фото Пізанської вежі.
Метою дослідників було зрозуміти, що при цьому відбуватиметься з нейронами специфічної відповіді. У статті в Neuron вони пишуть, що вже після першого разу клітини розуміли, що перед ними «їх об'єкт», просто в нових умовах, і навіть відповідали на його нову, модифіковану версію з більшою активністю. «З першого разу» означає, що достатньо було один раз показати комбіновану картинку, щоб спеціальні нейрони запам'ятали свій об'єкт у взаємозв'язку з новим оточенням.
Насправді, можна було очікувати, що у мозку є спосіб перетворити окремі об'єкти на безперервний ланцюжок спогадів. Особливість же нової роботи в тому, що авторам вдалося показати зміни в роботі вищої нервової системи на нейронному рівні - і головне тут те, що поява нової асоціації, необхідність пов'язати звичний об'єкт з новими умовами позначається на активності одиничних нейронів.
Очевидно, комбінуючи активність різних груп спеціальних нейронів, що відповідають кожна за свій образ, мозок в змозі запам'ятати унікальну подію в нашому житті, якої не було в минулому і яка не повториться в майбутньому.
Фото Кіри Вишнякової