Извилина памяти

Что такое эпизодическая память? Это сохраненное состояние коры, то есть все, что было в ней активно в определенный момент времени^41–43. Например, состояние коры в тот момент, когда ее обладатель выиграл в лотерею. Поскольку кора устроена иерархически, то на определенном «высоком» уровне абстракции в любой момент времени содержится информация обо всех аспектах этого состояния: зрительных, слуховых, обонятельных, эмоциональных и так далее. Если активировать ту или иную комбинацию нейронов в этом участке высокой абстракции, можно «распаковать» всю остальную активность коры, ему подчиненную. Человек, выигравший в лотерею, долго будет видеть напоминания об этом событии во всем, что хоть как-то с ним связано, и вся комбинация его воспоминаний будет отражена в состоянии какого-то уровня коры на определенном уровне абстракции.

К такому «высокому» уровню иерархии относится энторинальная кора – участок, состоящий в тесной связи с гиппокампом и поставляющий ему почти всю информацию для запоминания. Энторинальная кора объединяет в себе информацию практически от всех других отделов коры^{44, 45}. То есть сохранением ее состояния можно в принципе сохранить целое автобиографическое воспоминание, состоящее из множества различных ощущений.

Зачем же тогда нужен гиппокамп? Почему энторинальная кора не может справиться с запоминанием памяти самостоятельно? Дело в особых свойствах гиппокампа по сравнению с остальной корой. Для обоих отделов мозга характерна синаптическая пластичность: сила синапсов, то есть соединений между нейронами, меняется со временем в зависимости от активности этих нейронов, как в гиппокампе, так и в коре, что приводит к запоминанию. Но в коре эти «запоминающие» изменения в синапсах протекают крайне медленно, тогда как в гиппокампе они могут возникнуть очень быстро⁴⁶.

В принципе, кора может запоминать и без гиппокампа⁴⁷. Но обычно, чтобы кора взрослого человека изменила свою синаптическую структуру, она должна многократно, в течение долгого времени подвергаться одному и тому же воздействию. Крыса без гиппокампа, вообще говоря, может научиться находить путь к спрятанной награде, но у нее на это уходит гораздо больше попыток, чем у обычной крысы⁴⁸. Такое может сработать только в лабораторных условиях, но никак не в реальной жизни, где положение награды слишком непредсказуемо, чтобы тратить 30 попыток на его запоминание.

Гиппокампу же во многих случаях достаточно одного события, чтобы запомнить его в мельчайших деталях. В нем есть встроенный механизм усиления сигнала, называемый автоассоциативной петлей⁴⁶. Он в буквальном смысле зацикливает импульсы, отправленные ему из энторинальной коры, так, что они многократно курсируют по одной и той же цепи нейронов. Это все равно что очень-очень быстро повторить стихотворение тысячу раз. Нейроны работают, «разогреваются», конкурируют, давят друг друга, усиливают одни синапсы и подавляют другие примерно по тем же законам, что и в остальных отделах коры, только в условиях этой заевшей пластинки. В итоге в гиппокампе быстро формируются репрезентации событий, ситуаций и местоположений – сложных абстракций, требующих мгновенного запоминания^[42]. Энторинальная кора, может, и содержит в себе почти всю информацию, доступную гиппокампу, но она не умеет так быстро меняться^{46, 49, 50}.

В дальнейшем эти репрезентации, нанесенные энторинальной корой на «заевшую пластинку» гиппокампа, выступают в качестве гиперссылок на совокупные состояния коры. Активация тех или иных нейронов в гиппокампе заново проецируется через энторинальную кору на все подвластное ей пространство мышления: все изображения, звуки и запахи, связанные памятью в единое целое, возбуждают свои репрезентации одновременно⁵⁰. Если воспоминание вызывается в памяти многократно и кора активируется одинаковым образом много раз, то в конечном итоге и она запомнит то, что помнит гиппокамп – просто медленнее. Этот процесс называется «системной консолидацией памяти». О нем часто говорят так, будто память со временем «переезжает» из гиппокампа в кору. На самом деле никакого переезда нет: просто гиппокамп учится быстрее коры, а потом, если память использовать, он тренирует кору, обучая ее тому, чему научился⁴⁹.