Активный гиппокамп запомнил слова лучше неподготовленного

Эффективность запоминания стимула определяют не характеристики его самого, а состояние гиппокампа непосредственно перед формированием памяти. Если слово предъявлять людям с электрически активным гиппокампом, они его запоминают успешнее, чем люди с неактивным гиппокампом. Возбуждение в других структурах мозга и активность гиппокампа при извлечении памяти при этом не повлияли на вероятность вспоминания слова. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

При формировании эпизодической памяти часть событий неминуемо забывается. Однако мы плохо представляем, какие свойства объектов или процессы в мозге определяют, сохранится ли эпизод в памяти. Успешность запоминания можно предсказать по активности нейронов медиальной височной коры мозга в момент формирования памяти, но и состояние мозга до и после знакомства со стимулом имеет значение. Так, в электроэнцефалографическом исследовании заметили, что делокализованная активность мозга непосредственно перед знакомством со словом увеличивает вероятность его запоминания. С помощью магнитно-резонансной томографии этот эффект обнаружили в гиппокампе, однако исследование оставило много вопросов. В частности, оставалось непонятным, играет ли роль в вероятности запоминания предшествующая активность других отделов мозга и важны ли события, происходящие в мозге после предъявления стимула.

Ответы на эти вопросы попробовала найти Чжисэнь Йорголайтес (Zhisen Urgolites) из Калифорнийского университета в Сан-Диего и ее коллеги. Для этого ученые регистрировали активность четырех участков мозга (гиппокампа, миндалины, префронтальной и передней поясной коры) у 34 больных эпилепсией. Таким пациентам в мозг устанавливают электроды, чтобы отслеживать эпилептическую активность, и ученые используют это как один из немногих способов инвазивно исследовать мозг человека.

Участники эксперимента слушали или читали с экрана слова, которые появлялись с различными интервалами. Задачей было вспомнить, новое ли слово или оно уже возникало во время сессии. Ученых интересовала электрическая активность мозга (как отдельных клеток, так и групп нейронов) в течение секунды до и после первого предъявления слова. Количество электрических импульсов, которые возникли в эти два временных окна, сравнивали с тем, вспомнил ли человек слово при его втором появлении.

Добровольцы успешно распознали 84 процента новых слов и вспомнили 81 процент повторившихся. Количество электрических импульсов в гиппокампе после предъявления слова было значительно больше для запомнившихся слов (p = 0,004). Активность гиппокампа в течение секунды до знакомства со словом тоже предсказывала, вспомнит ли человек это слово (p = 0,0008). Подобный эффект в трех других областях мозга, которые регистрировали в эксперименте, был слабым и статистически незначимым.

Электрические импульсы нейронов гиппокампа до и после предъявления слова не предсказывали успешность его распознавания в этой же попытке, то есть важна активность не в момент извлечения, а до и во время формирования памяти. Предъявление нового стимула не изменяло количество импульсов нейронов гиппокампа, а значит, активность после запоминания была продолжением начавшегося заранее возбуждения. На успешность формирования памяти влияет не стимул, а готовность мозга воспринять и сохранить его.

Чжисэнь Йорголайтес уже много лет исследует участие гиппокампа в различных типах памяти. Ранее ее группа показала, например, что эта структура не нужна для ориентации в пространстве, хотя необходима для формирования долгосрочных воспоминаний о навигационных ориентирах.

Алиса Бахарева