Наша память подшучивает над нами: мы забываем ключи, телефон, важную дату. И при этом помним то, что предпочли бы забыть. Что думает об этом наука?

90% информации из прослушанной лекции забудется сразу после ее окончания. Ключи и очки снова окажутся в неизвестном месте. Имя нового коллеги выпадет из головы сразу после знакомства, хотя при этом вы отлично помните по именам всех школьных друзей, которых не видели два десятилетия.

Интересный сон забудется сразу после пробуждения, а книга, прочитанная недавно, канет в Лету уже через месяц. Почему наша память так странно устроена, что мы порой не можем вспомнить очевидные вещи, но помним то, что должны забыть?

Кривая забывания и барабан памяти

140 лет назад немецкий психолог Герман Эббингауз приступил к экспериментам с памятью. Он выбрал для запоминания бессмысленные слоги из трех букв с гласной посредине и механически заучивал их с 1879 по 1884 год. Общий запас слогов достиг 2300, их ряды, которые не вызывали никаких ассоциаций, произносились в определенном темпе под удары метронома в одни и те же часы, подсчет велся с помощью нитки с шариками наподобие четок. Заученными считались ряды слогов, которые при повторении оказывались безошибочно воспроизведены. Далее дотошный немецкий ученый проверял свои знания: что он помнит в промежутке от 20 минут до 30 дней. Результатом работы стала книга «О памяти» и новые понятия в психологии: кривая забывания и эффект края.

Эббингауз установил, что забывание происходит не равномерно, а скачками: сначала быстро, а затем медленно. В цифрах это выглядит так: в течение первого часа забывается 60% заученного, а через десять часов в памяти остается только 35% полученной информации. Через шесть дней помнится 20% заученного и столько же — через месяц. Это явление он назвал кривой забывания.

Именно Эббингауз одним из первых на опыте доказал, насколько необходимы повторения для запоминания информации. Если вы хотите что-то отложить в долгосрочную память, необходимо многократно повторить этот материал с разными интервалами: сразу после прочтения, через полчаса, через день, через пару недель, через пару месяцев. В ходе опытов Эббингауз понял, что лучше всего запоминается материал, размещенный в начале и конце текста — это свойство памяти он назвал эффектом края.

Кроме заучивания бессмысленных текстов ученый экспериментировал с «Дон Жуаном» Байрона и убедился, что осмысленное запоминание происходит в девять раз быстрее, чем механическое.

Еще один немецкий психолог Георг Элиас Мюллер подхватил идею опытов с памятью и вывел интерференционную теорию забывания, которая надолго стала главным объяснением забывчивости. Согласно этой гипотезе, память стирается не потому, что проходит время, а потому, что поступает новая информация, которая взаимодействует с уже имеющимися ассоциациями и воспоминаниями человека, накладываясь на пласты нашей памяти, смещая их деформируя. То есть происходит некий конфликт новых и старых знаний, что мешает усвоению новой информации или «убивает» наши старые воспоминания.

Для иллюстрации своей теории Мюллер совместно с коллегой Фридрихом Шуманом создали «барабан памяти». Он должен был решить проблему, которая была в опытах Эббингауза: на листе бумаги ученый видел одновременно несколько слогов, а специальный барабан выдавал информацию порционно, скрывая предыдущую за счет вращения. Первый такой аппарат для экспериментов с памятью был сконструирован в 1887 году. Со временем «барабан памяти» стал применяться и другими психологами — он пользовался популярностью в лабораториях ученых по всему миру.

Интерференционная теория объясняет, почему нам трудно вспомнить, что произошло в тот или иной день, поскольку с тех пор случилось множество других событий и воспоминания наложились друг на друга. Но уникальные события, такие как рождение ребенка, день свадьбы или выпускной, конечно же, не затмит ничто, поэтому мы их помним лучше заурядных будней.

Современные исследования

Сегодня ученым доступны новейшие медицинские технологии, и они рассматривают проблемы забывания на уровне нейронов. Не так давно нейробиологи нашли область в головном мозге, ответственную за память, — это гиппокамп. Именно здесь происходит консолидация памяти, то есть переход кратковременной памяти в долгосрочную. Специалисты из Объединенного центра нейронной генетики Массачусетского технологического института в США и Института наук о мозге RIKEN в Японии пошли дальше и при помощи оптогенетики смогли обнаружить особые нервные клетки, которые выполняют функцию «ячеек» для хранения воспоминаний. Эти клетки назвали энграммными (от греческого «энграмма» — «внутренняя запись»). Работу возглавлял лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине, японский молекулярный биолог Судзуми Тонегава. Под его руководством в 2016 году была создана линия генно-модифицированных мышей с моделью болезни Альцгеймера и измененными энграммными клетками, которые в ходе опытов активировались светом лазера. Мыши, получившие удары током, забывали о пытках, но под воздействием света на энграммные клетки вдруг вспоминали о них и не хотели идти в камеру. Так ученым стал понятен механизм забывания: оказалось, что причина кроется в нейронных связях. У мышей, страдавших амнезией, была снижена плотность дендритных шипиков в энграммных клетках — эти малозаметные выросты на нейронах обеспечивают им связь друг с другом. Активация клеток восстанавливала плотность шипиков, и память возвращалась. Эти опыты стали ключом к пониманию механизмов краткосрочной памяти.

Болезнь Альцгеймера, склерозы и другие проблемы нашей памяти связаны с поломками в клеточных системах, которые управляют обменом веществ в нейронах. Нейрофизиологи из РАН также проводили исследование забывчивости и раскрыли механизм стирания памяти, связанный с работой центра удовольствия. «Механизм забывания, придуманный природой, оказался очень простым и основанным на необходимом условии – избирательной активации нейронов, участвующих в хранении памяти. Активация именно этих нейронов, то есть запуск процесса вспоминания, локально повышала концентрацию оксида азота именно в контактах этих нейронов», — рассказал об итогах исследования Павел Балабан из Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. Ученые обнаружили, что белковые молекулы, участвующие в формировании памяти, сохраняют стабильность непродолжительное время: около двух суток. Поэтому наша кратковременная память имеет ограниченную емкость и быстро стирается.

А где же хранятся долгосрочные воспоминания? Российские ученые в опытах на виноградных улитках и крысах выяснили, что одним из ключевых компонентов долгосрочной памяти является белок PKM-зета. Именно от уровня его активности зависит прочность воспоминаний. Работой этого белка управляет центр удовольствия и связанные с ним гормоны и сигнальные молекулы. Чем активнее они стимулировались (в опытах стимулами были еда или ток), тем лучше подопытная улитка или крыса запоминала информацию об опасности или награде. Вероятно, поэтому и человек в долгосрочной памяти хранит самые приятные и неприятные воспоминания — то, что особенно активировало центр удовольствия или вызывало повышенную тревогу. Чем большим количеством нейронов закодировались воспоминания, тем лучше они сохранятся с течением времени — это подтверждает свежее исследование Калифорнийского технологического института.

Есть в головном мозге специальные клетки, подчищающие ненужные воспоминания, например ночные сновидения. Японские ученые в экспериментах на мышах выяснили, что забыванию снов способствуют клетки, продуцирующие меланин-концентрирующий гормон (МСН). Этот гормон не только отвечает за аппетит человека, но и участвует в регуляции фазы быстрого сна. Слаженная работа клеток МСН помогает избавить мозг от ненужной информации, поэтому мы почти никогда не помним свои сны, которые приходят к нам в быстрой фазе, когда эти клетки-чистильщики особенно активны.