Переклад інформації з короткочасного сховища в довготривале відбувається при діалозі між різними центрами пам'яті.
Ми знаємо, що всяка нова інформація потрапляє спочатку в короткочасну пам'ять, а потім в довготривалу. Втім, іноді перетворення короткочасних «файлів» на довготривалі не відбувається, і ми благополучно забуваємо те, що щосили намагалися запам'ятати.
Нейробіологів (та й не тільки їх) вкрай цікавить питання, від чого цей процес залежить і які фізіологічні, клітинні, молекулярні зміни його супроводжують. Вважається, що консолідація пам'яті - так називають перехід від короткочасного її різновиду до довготривалого - особливо ефективно йде уві сні. Тому є цілий ряд експериментальних доказів, однак, повторимо, механізм консолідації залишається багато в чому незрозумілим.
Очевидно, тут багато залежить від специфічного інформаційного діалогу, який відбувається між деякими зонами мозку саме уві сні. Так, кілька років тому нейрофізіологи з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі показали, що при «сонному» перезаписі інформації в мозку провідну роль відіграє обмін репліками між неокортексом (тобто новою корою мозку), енторинальною корою і гіпокампом.
Останні дослідження лабораторії Максима Баженова в Каліфорнійському університеті в Ріверсайді допомагають зрозуміти, як саме при «розмові» різних областей мозку відбувається закріплення довготривалої пам'яті. У статті в Journal of Neuroscience автори говорять про повільні ритмічні коливання з великою амплітудою, що спонтанно виникають у тій чи іншій ділянці кори мозку під час сну.
Ці коливання впливають на синапси - міжнейронні сполуки, а від синапсів, як відомо, залежить майже все, в тому числі і навчання з пам'яттю: якщо синапс слабшає, то ланцюжок нейронів рветься, імпульс по ньому пробігти вже не може, і якась частинка інформації виявляється забутою. У свою чергу, зміни в синапсах впливають на малюнок і періодичність самих повільних коливань: там, де синапси посилилися, будуть знову і знову пробігати специфічна послідовність імпульсів. Кора мозку як би весь час повторює якусь інформацію, щоб її не забути.
Але активність кори, в свою чергу, залежить від особливих сигналів з гіпокампа, які називаються гостроконечними пульсуючими хвилями, або дотепним горобцем, або, в англійській термінології, sharp wave-ripple complexes. Вони виникають у стадії повільного сну; також відомо, що «ряб», що приходить з гіпокампа, важлива для консолідації пам'яті.
Що саме гостроконечні хвилі роблять? За моделлю Максима Баженова і його колег вони визначають час і місце повільних хвиль кори. Тобто від сигналу з гіпокампа залежить, де виникнуть коркові коливання і як саме вони будуть виглядати. Активність кори, як ми щойно сказали, посилює синапси, і надалі сигнал по нервових ланцюжках вже зможе проходити спокійно сам, без нагадувань з гіпокампу. Можна сказати, що власне консолідацію пам'яті кора виконує сама, гіпокамп нагадує, де це потрібно зробити, який епізод пам'яті слід записати належніше.
В іншій статті, опублікованій в Nature Neuroscience нейробіологами з Університетського коледжу Лондона, мова йде про конкретні клітини, що відповідають за навігацію, а саме - про нейрони місця, що розташовуються в гіпокампі, і нейрони решітки, що знаходяться в енторинальній корі. І ті, й інші допомагають орієнтуватися на місцевості, за їх відкриття два роки тому присудили Нобелівську премію з медицини та фізіології. Вдаватися в особливості функціонування нейронів місця і нейронів решітки ми зараз не будемо (бажаючі можуть прочитати про них в нашому матеріалі), скажімо лише, що і ті, і інші найтіснішим чином пов'язані з пам'яттю (а як інакше - адже для орієнтації на місцевості потрібно тримати в розумі карту цієї самої місцевості).
Дослідникам, які експериментували з щурами, вдалося зловити передачу даних від однієї частини мозку іншої - після того, як нейрони гіпокампа згадували, що робила і де був щур півтори години тому, їм з невеликою 10-мілісекунною затримкою відповідали нейрони енторинальної кори.
Відомо, що при запам'ятовуванні нейрони відтворюють імпульси, якими вони реагували на нову інформацію. Гіпокамп називають одним з головних центрів пам'яті, але він не здатний запам'ятати все на світі, і тому йому потрібно постійно скидати накопичені відомості в інші «сховища». Активність клітин гіпокампа і клітин енторинальної кори виглядала так, ніби одні переслали іншим якийсь файл, і, за словами авторів роботи, це перший випадок, коли вдається спостерігати таку скоординовану роботу двох областей мозку, що відповідають за пам'ять. (Підкреслимо, що тут мова йде не про регулярну хвильову активність великого мозкового центру в цілому, а про специфічні імпульси груп клітин.)
Зрозуміло, що дослідники поки розшифровують окремі етапи інформаційно-клітинних процесів, що супроводжують консолідацію пам'яті, однак з кожною такою роботою загальна картина робиться все ясніше, і, можливо, в більш-менш недалекому майбутньому ми дійсно зможемо сказати, що нарешті знаємо, як працює наша пам'ять.