Память человека является весьма необычным механизмом, понимание которого в полной мере пока еще нет. Мы можем не помнить, что мы делали пять минут назад, но при этом в деталях помнить события десятилетней давности. Автобиографические воспоминания, которые касаются лично нас, формируются в связке и визуальными образами. Способность создавать визуальные образы воспоминаний помогает нам повторно переживать те или иные события из прошлого, т. е. вспоминать их более детализировано. Однако есть люди, которые не способны создавать визуальные образы. Данное отклонение от нормы называется афантазией. Ученые из Университетской больницы Бонна (Германия) провели исследование, в котором установили, нарушения в каких именно областях мозга приводит к афантазии. Какие опыты провели ученые, какие они дали результаты, и как новые данные могут быть использованы на практике? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Основа исследования
Наши уникальные и личные воспоминания хранятся в автобиографических воспоминаниях (AM от autobiographical memories), обеспечивающих стабильность и непрерывность нашего «я». Для большинства из нас мысленное путешествие во времени и повторное посещение таких уникальных личных событий ассоциируется с яркими, богатыми деталями мысленными образами. Эти образы во время повторного переживания АМ стали отличительной чертой аутоноэтического, эпизодического восстановления АМ. Однако на сегодняшний день остается неясным, в какой степени эпизодическое воспроизведение AM зависит от визуальных образов и какие нейронные последствия имеет отсутствие мысленных образов на эпизодическое воспроизведение AM. Этот пробел в знаниях существует потому, что отделение АМ-воспроизведения от мысленных образов является сложной задачей.
Один из способов решить эту загадку — изучить людей с афантазией. Недавние исследования определяют афантазию как нейропсихологическое состояние, при котором люди испытывают заметное снижение или полное отсутствие произвольного сенсорного воображения. Таким образом, люди с афантазией дают уникальную возможность изучить последствия эпизодического воспроизведения AM при отсутствии произвольного воображения.
С нейронной точки зрения гиппокамп считается центральной структурой мозга, поддерживающей богатое деталями эпизодическое воспроизведение AM в здоровом мозге. Фактически, активность гиппокампа коррелирует с яркостью AM воспоминаний, а у пациентов с повреждением гиппокампа наблюдаются заметные нарушения детального эпизодического AM воспроизведения. Кроме того, исследования нейровизуализации показывают, что гиппокамп почти всегда коактивируется с более широким набором областей мозга, включая вентромедиальную префронтальную кору (vmPFC от ventromedial prefrontal cortex), латеральную и медиальную теменную кору, а также зрительно-перцептивную кору. Интересно, что, особенно на этапе АМ-воспроизведения, когда люди активно извлекают эпизодические детали из конкретного АМ, гиппокамп демонстрирует сильную функциональную связь со зрительно-перцептивной корой. Это указывает на решающую роль этой связи для воспроизведения зрительно-перцептивных деталей в АМ.
Тем не менее исследований, изучающих нейронные корреляты афантазии, не так и много. Из немногих имеющихся был сделан вывод о потенциальной гиперактивности зрительно-перцептивной коры при афантазии. Существующая гипотеза утверждает, что из-за этой гиперактивности небольшие сигналы, возникающие во время построения мысленных образов, могут быть не обнаружены. Если это правда, то нарушения воспроизведения эпизодических AM, наблюдаемые при афантазии, могут быть связаны с изменением связи между гиппокампом и зрительно-перцептивной корой. Авторы рассматриваемого нами сегодня труда решили проверить утверждение о том, что дефицит АМ, наблюдаемый при афантазии, обусловлен изменениями гиппокампа, зрительно-перцептивной коры и их функциональной связи.
Подготовка к исследованию
В исследование приняли участие 31 человек, ранее не имевший психических или неврологических заболеваний. Из них 15 имели врожденную афантазию, а 16 — выступили в роли контрольной группы.
Афантазию обычно оценивают с помощью анкеты яркости визуальных образов (VVIQ от Vividness of Visual Imagery Questionnaire), т. е. опросника для субъективной самооценки, который измеряет, насколько яркие мысленные сцены могут быть созданы человеком. Например, людей просят визуализировать закат с как можно большим количеством деталей и оценить свою мысленную сцену по 5-балльной шкале Лайкерта (от «нет изображения вообще, вы только «знаете», что думаете об объекте до «совершенно ясного и яркого образа»). Высший балл по VVIQ равен 80, что указывает на способность визуализировать мысленные образы с такой яркостью, как если бы событие происходило прямо здесь и сейчас. Минимальное количество баллов — 16, что указывает на то, что человек вообще не смог создать никакого мысленного образа. Афантазия находится на нижнем конце спектра образных способностей и обычно диагностируется при показателе VVIQ от 16 до 32.
Учитывая, что VVIQ анкета сильно зависит от субъективной самооценки, ученые решили также провести тест бинокулярной конкуренции, чтобы повысить объективность оценки способности создавать мыслительные образы. После представления либо красно-горизонтального, либо сине-вертикального паттерна Габора, участникам предъявлялся красно-горизонтальный паттерн Габора для одного глаза и сине-вертикальный паттерн Габора для другого глаза. Впоследствии участников попросили указать, какой тип паттерна Габора они преимущественно наблюдали. Обычно успешные мысленные образы приводят испытуемых к выбору паттерна Габора, который они только что визуализировали. Эту предвзятость выбора можно перевести в прайминговый балл, отражающий силу визуальных образов. Имитационные стимулы, состоящие только из красно-горизонтальных или сине-вертикальных паттернов Габора, демонстрировались в 12.5 % испытаний, чтобы можно было обнаружить предвзятость при принятии решения.
Далее участники исследования прошли автобиографичекое интервью, в ходе которого их просили вспомнить любое событие из определенного периода их жизни: до 11 лет, 11-17 лет, 18-35 лет, 35-55 лет и год назад. Участники моложе 35 лет вместо периода 35-55 лет вспоминали события предыдущего года. Воспоминания о первых четырех периодах считались отдаленными, тогда как воспоминания предыдущего года считались недавними.
Интервью было построено таким образом, что каждое воспоминание состояло из трех частей: рассказ в произвольной форме, обобщенные детали и конкретные детали события. Во время первого этапа человек в произвольной форме рассказывал о событии из того или иного периода своей жизни. Во время второго этапа человек должен был назвать как можно больше деталей того события. А во время третьего — ответить на конкретные вопросы интервьюера (время, место, эмоции/мысли в тот момент). Затем участникам было предложено оценить свои воспоминания с точки зрения способности визуализировать событие по 6-балльной шкале Лайкерта (от «совсем нет» до «очень хорошо»).
Для оценки деталей воспоминаний их разделили на две категории: внутренние детали и внешние детали. К внутренним деталям относились: внутренние события (происшествия, погодные условия, присутствующие люди, действия), место (страна, город, здание, часть помещения), время (год, месяц, день, время суток), детали восприятия (зрительные, слуховые, вкусовые, тактильные, обонятельные, положение тела) и эмоции/мысли (эмоциональное состояние, мысли). Подкатегориями внешних деталей были семантические детали (фактические или общие знания), внешние события (другие конкретные события во времени и месте, но отличные от основного события), повторение (повторение идентичной информации без запроса) и другие детали (метакогнитивные высказывания, редакционные высказывания). Кроме того, согласно стандартной процедуре, каждому воспоминанию присваивалась оценка эпизодической насыщенности по 7-балльной шкале Лайкерта (от «совсем нет» до «идеально»). Также оценивалась и уверенность в своих воспоминаниях по 7-балльной шкале Лайкерта (от «совсем нет» до «идеально»).
В завершение участников просили ответить на три вопроса:
- Насколько сложно вам вспоминать автобиографические воспоминания?
- Насколько сложно вам ориентироваться в пространстве?
- Насколько сложно вам использовать свое воображение?
На каждый вопрос участники отвечали по шкале Лайкерта от 1 («очень легко») до 6 («очень сложно»).
Далее был проведен фМРТ тест, во время которого испытуемых просили либо вспомнить в деталях какое-либо событие, либо дать ответ на простую математическую задачу. Во время тестов с воспоминаниями ключевые слова, такие как «вечеринка», демонстрировались на экране в течение 12 секунд, а участникам было предложено вспомнить личное событие, связанное со словом-подсказкой, которое было конкретным во времени и месте (например, вечеринка по случаю их 20-летия). Когда участник был готов дать ответ, он нажимал кнопку. После своего ответа, участники также оценивали яркость данного воспоминания.
Во время теста с задачей на экране в течение 12 секунд предъявлялись простые задачи на сложение или вычитание, например 47 + 19. Здесь участникам нужно было нажать кнопку после того, как задача была решена. Далее они должны были добавлять 3 к полученному ранее решению, например, (47 + 19) + 3 +… + 3. После этого участники также оценивали сложность текста.
Протокол МРТ состоял из сеансов анатомического сканирования, сканирования в состоянии покоя и сеансов фМРТ, проводимых во время выполнения задач из тестов AM.
Результаты исследования
Изображение №1
Люди с афантазией набрали значительно более низкие баллы по VVIQ, чем контрольная группа. Кроме того, тестовая и контрольная группа различались по стартовому баллу в задаче бинокулярной конкуренции. В то время как контрольная группа была настроена на собственные мысленные образы в 61.3% испытаний, люди из тестовой группы были настроены только в 52.6% случаев. Фактически, результативность контроля значительно отличалась от случайности, тогда как результативность людей с афантазией не отличалась. Более того, баллы VVIQ положительную коррелировали с результатами выполнения задачи бинокулярной конкуренции. Эти данные подтверждают факт того, что сила зрительных образов была снижена у людей с афантазией.
Что касается автобиографического интервью, то люди с афантазией описывали меньше деталей воспоминания, чем контрольная группа. Они также чаще вспоминали недавние события, а не отдаленные. Внутренние детали упоминались чаще, чем внешние. Что еще более важно, было обнаружено двустороннее взаимодействие между типом деталей памяти и группой. Это указывает на то, что люди с афантазией сообщали значительно меньше деталей внутренней памяти, но не значительно меньше деталей внешней памяти, по сравнению с контрольной группой (1b). Не было обнаружено двустороннего взаимодействия между периодом памяти и группой, а также трехстороннего взаимодействия между периодом памяти, группой и типом деталей памяти.
Основываясь на эффекте взаимодействия между группой и типом деталей воспоминания, ученые сравнили конкретные категории деталей внутренней и внешней памяти между группами. Что касается внутренних деталей, то по сравнению с контрольной группой люди с афантазией сообщили о меньшем количестве внутренних деталей, эмоциональных подробностях, меньшем количестве деталей восприятия и меньшем количестве подробностей относительно времени и места (1c). С другой стороны, не было обнаружено существенных различий по внешним деталям, включая сопутствующие события, смысловые детали, повторения и т.д. Что касается оценок, то люди с афантазией говорили о меньшей насыщенности воспоминаний, сообщали о меньшей уверенности (1a) в правильности и детализации своих воспоминаний, а также плохо оценивали свои способности к визуализации воспоминаний.
Во время ответов на три вопроса, указанные выше, между группами испытуемых были ярко выраженные отличия. Хотя люди с афантазией сообщали, что им обычно очень трудно вспомнить автобиографические воспоминания и использовать свое воображение в повседневной жизни, они не сообщали о трудностях с пространственной ориентацией.
Ученые обнаружили резкие различия в яркости реакции между группами. В то время как контрольная группа сообщила в 86% испытаний, что их АМ-воспоминание было ярким, люди с афантазией говорили так лишь в 20% испытаний. Более того, люди с афантазией реагировали медленнее, чем контрольная группа, когда их спрашивали, были ли извлеченные ими воспоминания яркими или нет. Напротив, во время испытаний с математическими задачами не было выявлено существенных различий между группами ни по легкому/сложному ответу, ни по времени реакции.
Кроме того, люди с афантазией и контрольная группа тратили одинаковое количество времени на поиск воспоминаний в испытаниях AM. Более того, обе группы не различались по скорости решения математических задач. Люди с афантазией тратили 3.87 секунды на решение математической задачи, а контрольная группа — 3.90 секунды.
Изображение №2
Одной из основных задач данного исследования было изучение активности гиппокампа, связанной с AM, у испытуемых с афантазией и контрольной группой (изображение №2). Извлеченные сигналы фМРТ иллюстрируют резкие различия между группами испытуемых в активации гиппокампа, связанной с АМ. У людей с афантазией наблюдалось снижение активации двустороннего гиппокампа, включая левый передний, левый задний, правый передний и правый задний гиппокамп. Не наблюдалось ни эффекта латерализации, ни различий в характере активации по передне-задней оси между группами. Эти данные указывают на то, что поведенческий дефицит AM, связанный с афантазией, отражается на нейронах снижением двусторонней активации гиппокампа.
Изображение №3
Также ученые стремились изучить активацию всего мозга во время извлечения автобиографических воспоминаний в обеих группах (3a и 3b). В таблицах ниже показаны координаты AM и MA активации для людей с афантазией (таблица №1) и для контрольной группы (таблица №2).
Таблица №1
Таблица №2
В целом, обе группы показали большую активацию во всех областях, обычно связанных с АМ, включая двусторонний гиппокамп, вентромедиальную префронтальную кору и медиальную/латеральную теменную область, во время извлечения автобиографических воспоминаний. При изучении различий между группами у людей с афантазией наблюдалась большая активация в двусторонних зрительно-перцептивных областях (максимум в лингвальной извилине) в затылочной доле, чем у контрольной группы (3c, 3d, 3e). Напротив, контрольная группа показала большую активацию правого гиппокампа. Дополнительный корреляционный анализ показал, что у участников с более высокой активацией зрительно-перцептивной коры наблюдалась меньшая активация гиппокампа. Это указывает на наличие компромисса между повышенной активацией зрительно-перцептивной коры и снижением активации гиппокампа.
Изображение №4
Анализ всего мозга подтвердил гипотезу о том, что основное различие между людьми с афантазией и контрольной группой заключается во взаимодействии между зрительно-перцептивной корой и гиппокампом. Чтобы проверить это взаимодействие, ученые исследовали функциональную связь между пиковыми различиями гиппокампа и зрительно-перцептивной коры во время воспроизведения автобиографических воспоминаний (снимки выше). Ученые обнаружили разницу в функциональных связях между правым гиппокампом и левой зрительно-перцептивной корой. Интересно, что в то время как люди с афантазией практически не демонстрируют функциональной связи между этими двумя областями, контрольная группа продемонстрировала сильную отрицательную связь.
Изображение №5
В заключении ученые решили детальнее рассмотреть связь в состоянии покоя между выявленными областями интереса в правом заднем гиппокампе и левой/правой зрительно-перцептивной коре. Между группами испытуемых не было выявлено каких-либо отличий в активности этих областей. Интересно, что в контрольной группе была обнаружена положительная корреляция между связностью правого гиппокампа и зрительной коры в состоянии покоя и показателями визуализации в ходе интервью. С другой стороны, у людей с афантазией была обнаружена отрицательная корреляция между связностью правого гиппокампа и зрительной коры в состоянии покоя и показателями визуализации по результатам интервью.
В целом, результаты фМРТ показывают, что нарушение воспроизведения автобиографических воспоминаний, связанное с афантазией, отражается функциональными изменениями гиппокампа и зрительно-перцептивной коры, а также взаимодействием между ними.
Для более детального ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых.
Эпилог
В рассмотренном нами сегодня труде ученые попытались установить связь между активностью тех или иных участков мозга и способностью человека визуализировать свои воспоминания. Особое внимание ученые уделили людям с афантазией, то есть отсутствием визуального воображения (способности мысленно создавать образы).
Исследование показало, что изменения в двух важных областях мозга, гиппокампе и затылочной доле, а также их взаимодействие оказывают влияние на нарушение воспроизведения личных воспоминаний при афантазии. Предыдущие нейробиологические исследования показали, что гиппокамп, который действует как буфер мозга во время формирования памяти, поддерживает как автобиографическую память, так и зрительное воображение. Однако ранее не была установлена взаимосвязь между этими когнитивными функциями.
В исследовании принимали участие люди с афантазией и без. Во время опытов обе группы должны были вспомнить какое-либо воспоминание из прошлого, описать его как можно детальнее, а затем оценить собственный рассказ. Наблюдения показали, что людям с афантазией труднее воспроизводить воспоминания. Они не только сообщают меньше деталей, но их рассказы менее яркие, а уверенность в собственной памяти снижается. Это говорит о том, что способность запоминать автобиографические события тесно связана с воображением.
Когда испытуемые пытались как можно детальнее описать воспоминание, активность их мозга записывалась с помощью фМРТ. Результаты сканирования показали, что гиппокамп, который играет важную роль в воспроизведении ярких, подробных автобиографических воспоминаний, менее активирован у людей с афантазией. Также были выявлены различия во взаимодействии гиппокампа и зрительной коры, отвечающей за обработку и интеграцию зрительной информации в головном мозге.
Основной вывод данного труда, как отмечают его авторы, заключается в подтверждении на практике того факта, что людям со сниженной способностью мысленно визуализировать те или иные образы гораздо сложнее запоминать события, связанные с ними. В будущем ученые планируют установить, могут ли слепые от рождения люди создавать детальные автобиографические воспоминания. Еще более важным вопросом по мнению ученых является — можно ли выработать данный навык путем тренировок. Если это так, то появляется возможность помочь людям, страдающим расстройствами памяти, такими как болезнь Альцгеймера, путем тренировки зрительного воображения вместо обычной тренировки памяти.
Немного рекламы
Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым, облачные VPS для разработчиков от $4.99, уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps от $19 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).
Dell R730xd в 2 раза дешевле в дата-центре Maincubes Tier IV в Амстердаме? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?
