Мозгу необходимо забывать, чтобы расти
Мы называли их камнями фей. На самом деле это были просто цветные камешки гравия – такие, которые можно купить для украшения аквариума – встречавшиеся в песочнице, где я играл в дошкольные годы. Но мы с моими одноклассниками наделяли их волшебными свойствами, охотились за ними, как за сокровищами, и тщательно сортировали на кучки из сапфиров, изумрудов и рубинов. Одно из самых ранних моих воспоминаний – как я просеиваю песок в поисках этих загадочных драгоценных камней. В то время мне было не больше трёх лет. Мои воспоминания, связанные с детским садом, тоже ограничены отдельными эпизодами: обведение букв на бумаге розовым пунктиром; просмотр фильма о жителях океана; мой учитель разрезает большой рулон бумаги, чтобы мы могли рисовать автопортреты пальцами.
Когда я пытаюсь вспомнить жизнь до пятого дня рождения, в памяти всплывают только эти проблески – эти чиркания спичкой в темноте. Однако я уверен, что я столько всего почувствовал, подумал и выучил. Куда делись все эти годы?
Психологи называют эту ярко выраженную забывчивость "инфантильной амнезией". В среднем воспоминания людей простираются не далее, чем возраст в 3,5 года. Всё время до этого – тёмная бездна. «Этим явлением интересуются давно, — говорит Патриция Бауэр из Университета Эмори, ведущий эксперт по развитию памяти. – Оно требует нашего внимания, потому что представляет собой парадокс: очень маленькие дети демонстрируют свидетельства наличия у них воспоминаний о событиях их жизни, однако во взрослом возрасте у нас остаётся относительно мало подобных воспоминаний».
В последние несколько лет учёные, наконец, начали разбираться в том, что конкретно происходит в мозге в то время, когда мы отказываемся от воспоминаний о самых ранних наших годах. «Сейчас мы добавляем к этой истории биологическую основу», — говорит Пол Фрэнклэнд, нейробиолог из Госпиталя для больных детей в Торонто. Новые данные говорят о том, что в качестве необходимого этапа пути к взрослению, мозг обязан оставить позади большую часть детства.
Зигмунд Фрейд дал инфантильной амнезии её название в начале XX века. Он утверждал, что взрослые забывают свои ранние годы в результате подавления беспокоящих их воспоминаний о сексуальном пробуждении. И хотя несколько психологов поддерживали это утверждение, большинство обычно считало, что объясняет это явление то, что у детей не происходит формирования стабильных записей до возраста в 7 лет – хотя у этой идеи и было весьма мало доказательств. Почти 100 лет психологи считали, что воспоминания о младенчестве не сохраняются, поскольку они изначально были ненадёжными.
Конец 1980-х отметил начало реформирования детской психологии. Бауэр и другие психологи начали испытывать память детей через последовательность действий – например, построив простой игрушечный гонг, и ударив в него, а затем следя, сможет ли ребёнок сымитировать действия в правильном порядке через промежуток времени от нескольких минут до нескольких месяцев.
Эксперимент за экспериментом демонстрировал, что память у детей возрастом до 3 лет на самом деле сохраняется, хотя и с определёнными ограничениями. В возрасте 6 месяцев воспоминания сохраняются, по меньшей мере, сутки. В 9 месяцев – на месяц. К двум годам – на год. В знаковом исследовании 1991 года [Hamond, N.R. & Fivush, R. Memories of Mickey Mouse: Young children recount their trip to Disneyworld. Cognitive Development 6, 433-448 (1991)] учёные обнаружили, что дети возрастом в 4,5 года способны вспоминать в деталях поездку в Мир Диснея, имевшую место за 18 месяцев до этого. Однако в возрасте 6 лет дети начинают забывать многие из этих ранних воспоминаний. В эксперименте 2005 года, проведённом Бауэр и её коллегами, дети возраста 5,5 лет вспоминали более 80% событий, происходивших с ними в возрасте 3 лет, а дети возраста 7,5 лет вспоминали менее 40% [Van Abbema, D.L. & Bauer, P.J. Autobiographical memory in middle childhood: recollections of the recent and distant past. Memory 13, 829-845 (2005)].
Эта работа обнажила противоречие в самом центре инфантильной амнезии: младенцы могут создавать и вызывать воспоминания о первых годах своей жизни, однако большая часть этих воспоминаний в итоге исчезает со скоростью, превышающей типичную скорость забывания прошлого у взрослых.
Возможно, решили некоторые исследователи, для долгосрочного хранения воспоминаний требуется язык или самосознание, которых нам не хватает в детстве. Но, хотя вербальное общение и осознание себя, несомненно, усиливают память человека, их отсутствие не может полностью объяснить инфантильную амнезию. Ведь у определённых животных, с достаточно сложным и крупным, по отношению к размеру их тела, мозгом – например, у мышей и крыс – нет никакого языка, и, вероятно, нашего уровня самосознания, а они точно так же теряют воспоминания, полученные в детстве.
Возможно, рассуждали исследователи, у этого парадокса имеется более фундаментальное физическое основание, общее для людей и других млекопитающих с крупным мозгом. Вопрос только – какое?
Между рождением и ранним подростковым возрастом мозг продолжает развивать часть фундаментальных контуров и заниматься утолщением электрических путей жировой тканью, чтобы их проводимость увеличивалась. Во время всплеска роста мозг наводит бесчисленное количество новых мостов между нейронами. На самом деле, в ранние годы у нас есть гораздо больше связей между клетками мозга, чем во взрослом возрасте; большая их часть удаляется. Вся эта дополнительная мозговая масса – это сырая глина, из которой наши гены и опыт лепят мозг, подходящий для конкретного окружения. Без такого податливого мозга дети никогда не смогли бы выучить так много за такое короткое время.
Как обнаружила Бауэр с коллегами, такая адаптивность имеет свою цену. В процессе длительного развития мозга вне утробы, сложная и большая сеть различных участков мозга, ответственных за создание и поддержание памяти, находится в процессе создания, поясняет Бауэр, и у неё не так хорошо получается формировать воспоминания, как будет получаться у взрослого. В результате долговременные воспоминания, созданные в первые три года жизни, оказываются наименее стабильными из всех сделанных нами воспоминаний, и они очень легко разрушаются с возрастом [Bauer, P.J. The Life I Once Remembered www.zerotothree.org (2009)].
Ранее в этом году Фрэнклэнд с коллегами опубликовали исследование, показывающее другой способ потери мозгом детских воспоминаний: они не только деградируют, но и прячутся [Akers, K.G. et al. Hippocampal neurogenesis regulates forgetting during adulthood and infancy. Science 344, 598-602 (2014)]. Несколько лет назад Фрэнклэнд с женой Шиной Джоселин – также работающей нейробиологом в Госпитале для больных детей – начали замечать, что исследуемые ими мыши хуже справлялись с определёнными тестами для памяти, пожив в клетке с беговым колесом.
Как было известно паре, упражнения на беговом колесе способствуют нейрогенезу – росту новых нейронов – в гиппокампе, участке мозга в форме морского конька, необходимого для работы памяти. Но если нейрогенез в гиппокампе взрослого, вероятно, вносит вклад в возможности обучаться и запоминать, Карл Дейссерот из Стэнфорда и другие предположили [Deisseroth, K. et al. Adult excitation-neurogenesis coupling: mechanisms and implications. Stanford University], что он также может способствовать процессу забывания. Как в лесу может уместиться некое максимальное количество деревьев, так и в гиппокамп умещается некое максимальное количество нейронов. Новые клетки мозга заполоняют территорию, где расположены другие нейроны, или даже полностью их заменяют, что может сломать или поменять небольшие контуры, в которых хранятся отдельные воспоминания. Поэтому, возможно, высокая скорость нейрогенеза в детстве частично ответственна за детскую амнезию.
Чтобы проверить эту идею, Фрэнклэнд и Джоселин перенесли маленьких мышат и взрослых мышей из пластиковых контейнеров размером с коробку для обуви, которые они знали всю жизнь, в большие металлические клетки, ранее ими невиданные. В новых контейнерах они несильно били лапки мышей током. Мыши быстро выучились связывать металлические клетки с ударами током, и в страхе цепенели каждый раз, возвращаясь в это место.
И в то время, как мышата начинали забывать об этой связи уже на следующий день – и расслабляться после переноса в металлическую клетку – взрослые мыши никогда не забывали об опасности. Но когда взрослые, после получения ударов током, наткнулись на беговое колесо, и начали использовать его, стимулируя нейрогенез, они стали повторять поведение мышат, забывая об опасности. Сходный эффект имел "Прозак", стимулирующий рост нервных клеток. И наоборот, когда исследователи подавляли нейрогенез у мышат при помощи химических или генетических средств, молодые животные формировали более стабильные воспоминания.
Чтобы детально рассмотреть то, как нейрогенез может менять память, Фрэнклэнд и Джоселин использовали вирус, чтобы вставить ген флуоресцентного белка в ДНК новых клеток мозга мышей. Светящаяся краска позволила рассмотреть, что новые клетки не заменяют старые; они соединяются с существующими контурами. Это говорит о том, что технически, множество мелких нейронных контуров, хранящих наши ранние воспоминания, нейрогенез не стирает. Вместо этого они основательно перестраиваются, что, вероятно, объясняет сильное затруднение доступа к изначальным воспоминаниям. «Мы думаем, проблема в доступе, — говорит Фрэнклэнд, — но и в семантике тоже. Если к памяти невозможно получить доступ, она, по сути, стёрта».
Эта реструктуризация контуров памяти означает, что хотя некоторые из наших детских воспоминаний действительно исчезают, другие остаются, но претерпевают изменения и искажения. Исследования показывают, что люди способны извлекать хотя бы некоторые детские воспоминания, реагируя на определённые запросы – вытягивающие, например, самые ранние воспоминания, связанные со словом «молоко» – или представляя дом, школу или определённое место, связанное с определённым возрастом, что позволяет относящимся к нему воспоминаниям всплывать самостоятельно.
Но даже если мы сможем распутать несколько отдельных воспоминаний, переживших беспокойные циклы роста и увядания в мозгу ребёнка, мы не можем доверять им полностью; некоторые из них могут быть частично или полностью выдуманными. В ходе передового исследования Элизабет Лофтус из Калифорнийского университета в Ирвине показала, что самые ранние наши воспоминания представляют собой неразделимую смесь настоящих воспоминаний, информации из рассказов других людей и выдуманных подсознанием сцен.
В одном из наборов революционных экспериментов, проведённых в 1995 году, Лофтус и её коллеги предлагали добровольцам короткие рассказы об их детстве, предоставленные их родственниками [Loftus, E.F. & Pickrell, J.E. The formation of false memories. Psychiatric Annals 25, 720-725 (1995)]. Но участники не знали, что одна из этих историй – о том, как они в пять лет потерялись в торговом центре – была выдуманной. Однако же четверть добровольцев заявили, что помнят об этом. И даже когда им сообщали, что одна из прочитанных ими историй выдумана, некоторые из них так и не поняли, что выдуманной была история о торговом центре.
Когда я был совсем маленьким, я потерялся в Диснейленде. Вот, что я помню: был декабрь, и я смотрел, как игрушечный поезд ездит по кругу по рождественской деревне. Когда я обернулся, мои родители пропали. Ужас холодной патокой стекал по моему телу. Я начал рыдать и ходить по парку в поисках родителей. Ко мне подошёл незнакомец и отвёл к гигантскому зданию, на котором были расположены телеэкраны, транслировавшие видео с камер безопасности всего парка. Увидел ли я там моих родителей? Я не увидел. Мы вернулись обратно к поезду, где и нашли родителей. Я побежал и бросился к ним в объятия, переполненный радостью и облегчением.
Недавно, впервые за долгое время, я спросил у мамы, что именно она помнит о том дне в Диснейленде. Она говорит, что это была весна или лето, и что она и вся моя семья в последний раз видели меня рядом с лодками аттракциона «Круиз по джунглям», а не рядом с железной дорогой, которая находилась у входа в парк. Как только они поняли, что я пропал, они пошли в бюро находок. Работник парка действительно нашёл меня и привёл в этот центр, где меня утешили при помощи мороженого.
Было неприятно узнать о таком серьёзном противоречии с тем, что я считал достаточно точным воспоминанием, поэтому я попросил маму поискать в наших семейных фотоальбомах какие-то доказательства. Но она смогла найти лишь фотографии с более ранней поездки. Мы, наверно, никогда не получим твёрдых доказательств произошедшего. У нас останется нечто более эфемерное: эти крохотные угольки прошлого, находящиеся в нашей памяти, мерцающие, как золото дураков.
