В романе Пруста «Воспоминания о прошлом» характерный запах лимона мадлен заставляет рассказчика задуматься над долгим и запутанным воспоминанием о своем прошлом, которое занимает семь глав.
Это крайний пример того, что нейробиологи называют "мысленное путешествие во времени" – Воспоминание о воспоминаниях, столь богатых деталями относительно времени и места оригинального опыта, что это очень похоже на путешествие во времени.
В статье, опубликованной в феврале. 18 в Journal of Neuroscience группа ученых из Вандербильта пролила новый свет на то, как мозг обрабатывает эти сложные воспоминания, анализируя мозговую активность людей, выполняющих простую задачу вспоминания. Исследователи обнаружили, что они могут использовать паттерны активности в определенной области мозга, чтобы существенно улучшить свою способность предсказывать порядок, в котором участники вспоминают информацию, которую они недавно изучили.
"Чрезвычайно важно понимать, что делают разные области мозга, когда мы ищем в своих воспоминаниях," сказал доцент психологии Шон Полин, возглавлявший исследование. "Заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и эпилепсия, разрушительны для памяти, и эта информация может помочь нам разработать методы лечения, чтобы сохранить воспоминания пациентов и выявить неблагоприятные эффекты, которые новые психотропные препараты могут оказывать на память людей."
Ученым уже давно известно, что часть мозга, называемая медиальной височной долей, играет центральную роль в памяти, потому что травмы MTL вызывают амнезию и другие проблемы, связанные с памятью. Однако они не смогли ответить на вопрос: как мозг контролирует верность индивидуальной памяти??
Конечно, не все воспоминания вспоминаются одинаково. Воспоминания Пруста с высокой степенью достоверности находятся на одном конце спектра. На другом – кусочки информации, которые человек запоминает четко, но в полной изоляции, без каких-либо сопутствующих подробностей.Полин, работая со докторантами Джеймсом Крагелем и Нилом Мортоном (который сейчас работает в Техасском университете в Остине), разработала модель, которая учитывает, как структуры в MTL поддерживают извлечение памяти. Они обнаружили, что передняя часть MTL сигнализирует о том, что память извлекается, но не указывает, насколько она детализирована. Однако, когда задняя область MTL становится активной, это указывает на то, что человек испытывает "путешествие во времени" память, сопровождаемая значительными деталями.
Исследователи протестировали свою модель в эксперименте с 20 участниками (семь мужчин и 13 женщин) в возрасте от 18 до 35 лет. Их поместили в сканер мозга с помощью фМРТ и дали список из 24 наименований общих объектов, таких как лошадь, лодка и окно. В зависимости от объекта их просили решить, большой он или маленький, живой или неодушевленный. (Задача вопроса заключалась в том, чтобы заставить их сконцентрироваться на словах.) После короткой паузы их попросили вспомнить слова, которые они только что выучили, в том порядке, в котором они встречались естественным образом.
Исследователи обнаружили, что когда сканирование мозга участников показало, что они вспомнили объект с высокой точностью, то их следующий ответ, скорее всего, был следующим элементом в списке. Однако, когда сканирование мозга показало, что объект был изолированным воспоминанием, тогда следующий объект, который вспомнил человек, мог появиться из любого места в списке.
Например, участников могут попросить выучить слова "лошадь, окно, робот и лодка," в этой последовательности. Человек, который пережил путешествие во времени, когда вспомнил слово "лошадь," с большой вероятностью вспомню "окно" сразу после. Если, с другой стороны, память человека о "лошадь" была низкая верность, его или ее следующий ответ мог бы быть более далеким словом, "лодка."
Группа Полин ранее разработала модель поиска в памяти, которую можно использовать для прогнозирования порядка, в котором люди будут извлекать эти элементы из памяти. Например, модель предсказывает, что люди будут склонны сначала вспоминать элементы из конца списка, а если вызывается элемент из середины списка, следующее воспоминание, вероятно, произойдет из ближайшей позиции списка.
"Эта модель была намного лучше случайности в предсказании того, что человек вспомнит дальше, но когда мы рассказали модели, какой была активность мозга человека в тот момент, когда он вспомнил конкретный элемент, модель стала намного лучше предсказывать, какой элемент будет вызван в следующий раз," Полин сказала. "Это демонстрирует, что мозг штампует воспоминания временным кодом. Эти воспоминания о путешествиях во времени позволяют мозгу извлекать этот временной код, который делает более доступными воспоминания о близлежащих вещах, в данном случае следующий элемент в списке."
Временной код действует как отметка времени, которую компьютеры ставят на файлы. Когда вы ищете файлы, отмеченные определенной датой и временем, вы извлекаете все файлы, сохраненные в указанное вами время. Память о путешествиях во времени действует примерно таким же образом, через процесс, который психологи называют "восстановление". Этот процесс даже более гибкий, чем компьютер, в том смысле, что временной код может помочь вам извлечь не только воспоминания из одного и того же времени, но и воспоминания поблизости во времени.
Когда формируется сильная память, она может включать информацию о взглядах, звуках, запахах, эмоциях и другую информацию, которая присутствовала во время опыта. Вся эта информация становится временной, и память о путешествиях во времени позволяет человеку вспомнить ее, как когда Пруст нюхал свой знаменитый торт мадлен.
Модель памяти Полин является примером нового поколения симуляторов мозга, которые пытаются связать активность мозга с конкретными когнитивными функциями.