Незрелый гиппокамп годовалых детей закодировал воспоминания

Ученые из США обнаружили, что маленькие дети способны (по крайней мере ненадолго) запоминать визуальные стимулы — и этот процесс сопровождается активностью нейронов гиппокампа. Таким образом, причины инфантильной амнезии, вероятно, не в том, что незрелый гиппокамп не может кодировать воспоминания, а в том, что эти воспоминания затем становятся недоступны для извлечения. Работа опубликована в журнале Science.

Люди обычно не помнят, что происходило с ними в раннем детстве. Это явление называется инфантильной амнезией и характерно также для многих других млекопитающих, однако механизм его полностью не раскрыт. Все теории и объяснения сводятся к трем: детский мозг неспособен формировать эпизодические воспоминания (то есть кодировать их); воспоминания формируются, но не сохраняются до взрослого возраста; воспоминания формируются и сохраняются, но доступ к ним теряется (нарушается процесс извлечения).

Последнюю теорию подтверждают грызуны, у которых удается вызвать забытые младенческие воспоминания с помощью помещения их в тот же контекст или оптогенетической активации нейронов гиппокампа, которые были активны во время запоминания. Да и человеческие дети способны запоминать общие закономерности уже в три месяца — это обучение зависит от гиппокампа. Однако кодирование эпизодических воспоминаний зависит от трисинаптической цепи в гиппокампе, тогда как запоминание общих закономерностей опирается на моносинаптический путь, который развивается раньше. Таким образом, вопрос о том, когда гиппокамп младенцев начинает кодировать эпизодические воспоминания, остается открытым.

Тристан Йейтс (Tristan Yates) из университета Колумбии и его коллеги из разных университетов Нью-Йорка провели эксперимент с 26 младенцами от четырех месяцев до двух лет. Половина детей была старше года, а половина — младше. Их помещали в фМРТ-сканер и показывали изображения предметов, лиц и пейзажей. Периодически вместо новой картинки на экране появлялась пара изображений — увиденное 20–100 секунд назад и новое. Если ребенок дольше смотрел на знакомое изображение, ученые делали вывод, что он его запомнил. Одновременно с этим исследователи регистрировали активность мозга, чтобы затем оценить вовлеченность гиппокампа в запоминание.

В целом по всей выборке ученые не обнаружили значимого предпочтения знакомых изображений. Однако некоторые дети узнавали ранее увиденные картинки на протяжении всего эксперимента. Активность гиппокампа во время первого показа картинки в таких случаях была значительно выше, особенно — заднего гиппокампа, который у взрослых отвечает за кодирование эпизодических воспоминаний. Этот эффект наблюдался в основном у детей старше года, хотя дети всех возрастов уделяли одинаковое внимание стимулам. Кроме того, у старших детей во время запоминания дополнительно задействовалась орбитофронтальная кора. Также эффект был сильнее, когда между первым и повторным показом изображения проходило меньше времени.

Поскольку предпочтение знакомых объектов традиционно связано с неполным кодированием, результаты могут отражать еще развивающуюся функцию гиппокампа. Однако они все же указывают на то, что гиппокамп детей с двенадцати месяцев может кодировать воспоминания. А это значит, что инфантильная амнезия, вероятно, объясняется сбоями в хранении или извлечении воспоминаний.

Используемый метод не позволил ученым оценить нейронные механизмы извлечения воспоминаний, поскольку в тестовых испытаниях детям показывали сразу две картинки — знакомую и новую. В будущих исследованиях можно будет протестировать другие схемы, где предъявляется только один объект, а также проверить другие формы памяти — например, свободное припоминание или ассоциативный вывод.

Ранее ученые выяснили, что гиппокамп двухлетних детей реагирует на знакомые песни, даже пока они спят.