Исследование показало, что кратковременная активация мозга между кодированием воспоминаний улучшает их воспроизведение

Предыдущие исследования в области нейробиологии и психологии показали, что после того, как человеческий мозг кодирует определённые события или информацию, он может периодически активировать их, чтобы облегчить запоминание, с помощью процесса, известного как консолидация памяти. Активация воспоминаний специально изучалась в контексте сна или отдыха. Результаты показали, что в периоды бездействия мозг активирует определённые воспоминания, позволяя людям запоминать их надолго.

Исследователи из Пенсильванского университета и других учреждений в США недавно провели исследование, в котором изучалась возможность того, что мозг во время бодрствования задействует аналогичный процесс реактивации для хранения важной информации в течение более коротких периодов времени. Их результаты, опубликованные в Nature Neuroscience, свидетельствуют о том, что спонтанная реактивация определённых стимулов в мозге в течение коротких промежутков времени между их кодированием предсказывает точность, с которой люди запоминают их в конце задания на запоминание.

«Мы с Майком Каханой оба были весьма заинтересованы в долгой истории изучения репетиций и их влияния на то, как люди впоследствии вспоминают события, — рассказал доктор Дэвид Халперн, первый автор статьи, в интервью Medical Xpress. – Репетиции сложно изучать, поскольку люди часто делают это без какого-либо явного поведения (если только мы не попросим их репетировать вслух)».

Лаборатория доктора Майкла Дж. Каханы в Пенсильванском университете уже некоторое время проводит исследования, связанные с процессами запоминания. Это привело к созданию набора данных, включающего результаты выполнения задач на запоминание и соответствующие записи внутричерепной электроэнцефалографии (ЭЭГ) нескольких человек, что позволяет понять, что происходит в мозге, когда люди пытаются запомнить информацию на короткий промежуток времени.

«Мы решили попытаться выяснить, когда нейронная активность, связанная с определёнными словами, возобновляется, когда люди смотрят на другие слова, и посмотреть, похоже ли это на то, что, по мнению теоретиков психологии, происходит в этот момент, — сказал доктор Халперн. — Кроме того, существует параллельная литература по консолидации в нейробиологии, которая также предполагает, что возобновление активности является ключом к пониманию того, что запоминается позже».

Многие предыдущие исследования и теоретические психологические модели предполагают, что процессы консолидации памяти в основном происходят во время сна и длительных периодов отдыха. В эти периоды мозг не активно участвует в повседневной деятельности и внешнем восприятии, а скорее сосредоточен на внутренних мыслях или процессах.

«Кроме того, предыдущие исследования показывают, что определённые нейромедиаторы участвуют в процессах, длящихся гораздо дольше, чем время между предъявлением двух слов, — сказал доктор Халперн. — Это означает, что изучение восстановления нейронных связей в наших данных также может иметь интересные последствия для этих теорий».

В рамках своего исследования учёные проанализировали данные, собранные лабораторией Каханы, которая измеряла нейронную активность с помощью интракраниальной ЭЭГ. Этот метод основан на имплантированных электродах, которые некоторые пациенты с диагнозом «эпилепсия» уже используют в рамках лечения (например, для определения тканей мозга, которые следует удалить хирургическим путём, чтобы уменьшить или полностью остановить эпилептические припадки).

«Этим пациентам нужно оставаться в больнице до тех пор, пока они не получат достаточно данных для определения источника, поэтому наши ассистенты-исследователи по всей стране спросили их, готовы ли они выполнять задания на запоминание, пока записывается их нейронная активность, — объяснил доктор Халперн. – Задание, которое мы обычно используем, называется свободным воспроизведением: мы просим пациентов посмотреть на последовательность слов на экране, а затем, после небольшой паузы, воспроизвести как можно больше из них в любом порядке».

Доктор Халперн, доктор Кахана и их коллеги объединили записи интракраниальной ЭЭГ, сделанные во время выполнения пациентами задания на кратковременную память, с их результатами (то есть с тем, что они запомнили и в каком порядке они запомнили стимулы). Способность участников исследования запоминать информацию и порядок, в котором они её запоминают, даёт ценную информацию о том, как воспоминания организованы в их мозге.

«Во-первых, мы обнаружили, что, по-видимому, происходит какой-то процесс, связанный с восстановлением нейронной активности в субсекундном масштабе, который влияет на последующую работу памяти, — сказал доктор Халперн. – Это способ, с помощью которого мозг/разум может после получения опыта повысить вероятность того, что он будет запомнен позже, и, возможно, изменить способ запоминания. Интересно, что эти процессы на первый взгляд очень похожи на то, что, по нашему мнению, происходит во время сна».

В целом, предварительные результаты, полученные этой группой исследователей, свидетельствуют о том, что мозг также повторно активирует стимулы, которые мы пытаемся запомнить в течение коротких промежутков времени, пока бодрствуем. Дальнейшие исследования могли бы помочь лучше понять процессы повторной активации мозга, которые они наблюдали, и определить, чем они отличаются от процессов, связанных с консолидацией памяти во время сна или отдыха.

В будущем эти результаты могут также помочь в разработке методов, направленных на улучшение способности людей запоминать информацию в краткосрочной перспективе, что может быть полезно как для студентов, так и для людей с нарушениями памяти. Доктор Халперн покинул лабораторию Каханы и теперь работает в другой исследовательской лаборатории, которая изучает связь между памятью и принятием решений.

«Меня очень интересует, каким образом репетиция и восстановление могут быть связаны с процессом оценки, который приводит нас к выбору, — добавила доктор Халперн. – Ещё один вопрос, который мне очень интересно изучить, заключается в том, что если мы регулярно (возможно, подсознательно) воспроизводим свой прошлый опыт, то как наш мозг отделяет его от текущего достоверного восприятия? Теоретически это должно вызывать некоторые помехи в запоминании порядка событий, но, судя по нашим данным, это не так».

Источник: Medical Xpress