Чому зебри не страждають на виразку

Я вже старий, дуже старий. Я багато чого побачив на своєму віку і вже багато чого й забув, але є один день, який я чітко пам’ятатиму завжди, наче це було вчора. Мені було 24, може, 25 років. Був холодний весняний ранок. Мрячний, сірий. Сіре небо, сірий талий сніг, сірі люди довкола. Я вже вкотре шукав роботу, але пошуки були неплідними і мій шлунок скаржився на каву, яка була моєю вчорашньою пізньою вечерею та сьогоднішнім сніданком. Я відчував голод і підозрював, що це було видно, що я був схожим на напівмертву від голоду тварину, яка шукає їжу на смітниках, і відтак мій вигляд не міг справити гарного враження на співбесідах. Не додавав лоску і мій поношений піджак — останній, що я мав, бо решту заклав у ломбард.

Я просто плівся вулицею, повністю занурений у свої думки, коли з-за рогу раптом вибігли якісь хлопці. Вони схвильовано вигукували, здіймали руки догори. Не встиг я добре їх роздивитися, коли один з них з’явився просто переді мною і почав щось кричати мені в обличчя. Він щось белькотів, волав про якусь «класику». Я ніяк не міг зрозуміти, про що він говорить, а тоді він побіг геть. «Що за навіжений»,— подумав я.

Але далі за рогом будинку я побачив ще більше людей, які бігали та кричали. До мене почали бігти чоловік та жінка, і тоді я зрозумів, що щось трапилося. Вони схопили мене за руки і закричали: «Ми перемогли! Ми перемогли!! Ми змогли!» Вони були дуже схвильованими, але більш адекватними за першого хлопця, і я нарешті зрозумів, що вони мають на увазі. Я не міг у це повірити. Я спробував заговорити, але слова застрягли у горлі, тож я обійняв їх, наче це були мої брат і сестра. Ми троє побігли вулицею туди, де вже збирався великий натовп — люди вибігали з офісних будівель, зупинялися машини і з них виходили водії і пасажири. Всі гуділи, плакали та сміялися, люди вигукували: «Ми перемогли! Ми перемогли!» Хтось сказав мені, що вагітна жінка почала народжувати просто тут, а хтось, що якийсь старий чоловік зомлів. Я побачив декількох моряків, і один з них підійшов до якоїсь дівчини, обійняв її, відхилив назад і поцілував — хтось сфотографував, як вони цілуються, і я чув, що цей знімок став знаменитим.

Дивно, що це було настільки давно — чоловік та жінка, які повідомили мені новину, вже, напевно, давно померли, але я досі пам’ятаю їхні обличчя, як вони були одягнені, запах одеколону після гоління чоловіка, легкий вітерець від конфеті, яке люди висипали з вікон верхніх поверхів. Я все так чітко пам’ятаю. Наш розум така цікава річ. Як я вже казав, цей день я пам’ятатиму все своє життя — день, коли повернули оригінальний смак коли.

Всі ми маємо подібний досвід. Перший поцілунок. Весільна церемонія. Момент, коли оголосили про кінець війни. Те саме стосується і неприємних подій. Ті 15 секунд, коли двоє хлопців напали і обікрали вас. Коли ви втратили керування машиною і ледве розминулися з вантажівкою, що мчала назустріч. Що ви робили тієї миті, коли стався землетрус, вбили Кеннеді або впали вежі-близнюки. Все це закарбовується у вашому мозку навічно, хоча ви можете і не згадати, чим ви займалися впродовж доби до поворотного моменту у своєму житті. Захопливі, доленосні події, зокрема і ті, що завдають стрес, фіксуються в нашій пам’яті. Стрес здатен покращити пам’ять.

Однак всі ми мали і геть протилежний досвід. Ось ви сидите на іспиті, знервовані та змучені, і ніяк не можете пригадати факт, який у будь-який інший час могли б легко згадати. Або ви перебуваєте в напруженому соціальному середовищі і, звичайно, у відповідальний момент не можете пригадати ім’я людини, яку треба комусь представити. Я страшенно нервувався, коли йшов знайомитися з родиною моєї майбутньої дружини; під час запеклого змагання у слова після вечері з моєї вини команда у складі мене самого та моєї майбутньої тещі програла через мою повну нездатність у критичний момент пригадати слово «печеня». Порушення пам’яті також можуть ставатися через набагато серйозніші психологічні травми, наприклад, у ветеранів бойових дій, які пройшли через жахи відчайдушних боїв, або в людей, які стали жертвами сексуального насилля в дитинстві,— для них подробиці тих подій губляться в амнезійному тумані. Стрес може і погіршувати пам’ять.

Ця дихотомія вже нам відома. Якщо стрес покращує певну функцію за одних обставин і погіршує за інших, усе залежить від часової динаміки — чи це 30-секундна втеча саваною чи десятиліття гнітючих переживань. Короткотривалі стресогенні чинники легкої та помірної дії загострюють сприйняття, тоді як сильний або довготривалий стрес має згубний вплив. Для того щоб зрозуміти, як стрес впливає на пам’ять, потрібно розібратися в механізмі формування (закріплення) спогадів, їхнього відновлення та забування.

ЯК ПРАЦЮЄ ПАМ’ЯТЬ

Передусім треба зазначити, що пам’ять не є монолітною структурою, а характеризується розмаїттям аспектів. Однією з особливо важливих дихотомій є короткочасна та довготривала пам’ять. Ви дивитеся номер телефону в довіднику і мчите в інший кінець кімнати, щоб швидко набрати його на телефоні. Набираєте і після цього забуваєте на віки-віків. Це коротко­часна пам’ять. Її можна порівняти з жонглюванням м’ячиками впродовж 30 секунд. На противагу, довготривала пам’ять допомагає не забути, що ви мали на вечерю вчора, як звати президента США, скільки онуків ви маєте, у якому університеті навчалися. Нейропсихологи зійшлися на думці, що ми маємо спеціальний сегмент довготривалої пам’яті. Пам’ять про віддалені події сягає днів вашого дитинства — назва села, у якому ви росли, рідна мова, запах бабусиних пиріжків. Такі спогади зберігають в окремому архіві головного мозку, окремо від більш недавніх спогадів довготривалої пам’яті. Часто пацієнти з деменцією, яка спустошує більшу частину довготривалої пам’яті, чітко пам’ятають найвіддаленіші події.

Ще одним важливим розрізненням різновидів пам’яті є експліцитна пам’ять (також відома як декларативна) та імпліцитна пам’ять (яка має важливий підтип «процедурна»). Експліцитна пам’ять стосується фактів та подій, які ви знаєте усвідомлено: я — ссавець, сьогодні понеділок, у мого дантиста широкі брови. Речі на кшталт таких. Натомість імпліцитна процедурна пам’ять стосується навичок та звичок, вашого знання про те, як виконувати певні дії, навіть усвідомлено про них не думаючи: перемкнути передачу в машині, їздити на велосипеді, танцювати фокстрот. Спогади можуть переходити з експліцитної до імпліцитної форм зберігання. Наприклад, ви розучуєте складний пасаж з фортепіанної п’єси. Спочатку, за кожної спроби, ви маєте усвідомлено, експліцитно пам’ятати, що потрібно робити — правильно розташувати лікті, завести великий палець донизу після певного перебору. І одного дня під час гри ви раптом помічаєте, що зіграли складну частину легко, без натуги і навіть не помітили цього — ви зробили це вже за допомогою імпліцитної, а не експліцитної пам’яті. Зараз ваші руки ніби пам’ятають краще за ваш мозок.

Однак пам’ять може суттєво пошкодитися, якщо ви умисно захочете перенести спогади імпліцитної пам’яті до експліцитного розділу. Ось вам приклад, який нарешті запевнить вас у тому, що ви не дарма витрачаєте свій час на прочитання цієї книжки. Нейробіологія може надати вам конкурентну перевагу у спорті. Уявімо, ви граєте в теніс проти надзвичайно сильного суперника і суттєво йому поступаєтеся. Дочекайтеся, доки він зробить приголомшливий удар закритою стороною ракетки, привітно посміхніться і скажіть: «Ви граєте просто фантастично. Справді, ви — неперевершені. Просто погляньте, який був тільки-но чудовий удар! Як ви це робите? Коли ви робите удар закритою стороною, як от зараз, ви тримаєте великий палець так чи так? А як розташовані решта пальців? А якого положення набуває ваш зад? Ви підтягуєте ліву половинку і переносите вагу на праву ногу чи навпаки?» Скористайтеся моєю порадою, і коли ваш опонент/жертва матиме наступну нагоду для цього удару, він припуститься помилки — подумає про цей процес експліцитно і удар вийде не таким влучним. Бейсболіст Йогі Берра колись сказав: «Ти не можеш думати і наносити удар одночасно». Якщо ви почнете спускатися сходами, задіюючи для цього свою експліцитну пам’ять (востаннє ви робили так десь у дворічному віці),— так, згинаю ліве коліно і переношу вагу тіла вперед на пальці, а праве стегно трохи зміщую вбік,— ви тут же полетите донизу.

Так само, як існують різні види пам’яті, різні частини мозку задіяні в зберіганні спогадів та їх відтворенні. Однією з найважливіших таких частин є кора головного мозку — його протяжна і звивиста поверхня. Ще одна частина розташовується просто під однією з ділянок кори головного мозку і називається гіпокампом. (З латини цей термін перекладається як «морський коник», на якого в загальних рисах схожий гіпокамп, якщо ви вже занадто довго сидите в чотирьох стінах і вивчаєте нейроанатомію замість того, щоб сходити на пляж. Ця частина мозку більше схожа на біс­квітний рулет з джемом, але хто ж знає, як це буде латиною.) Обидві частини надзвичайно важливі для нормального функціонування пам’яті — наприклад, за хвороби Альцгеймера переважно ушкоджені саме гіпо­камп та кора головного мозку. Ось вам украй проста комп’ютерна метафора. Кора головного мозку — це жорсткий диск, на якому зберігаються спогади, а гіпокамп — це клавіатура, за допомогою якої ви поміщаєте спогади в кору головного мозку та маєте до них доступ.

Є й інші частини головного мозку, які відповідають за різні види пам’яті. Це структури, які керують рухами тіла. Яке відношення ці частини (наприклад, мозочок) мають до пам’яті? Вони стосуються імпліцитної процедурної пам’яті, яка потрібна вам для здійснення рефлективних, моторних дій без його усвідомлення — тобто коли ваше тіло саме згадує, що потрібно робити, перед тим як ви починаєте це робити.

Різницю між експліцитною та імпліцитною пам’яттю, а також нейроанатомічні основи цієї різниці дізналися завдяки одній направду дивовижній та трагічній фігурі в нейрології, мабуть, найвідомішому пацієнту з неврологічним розладом усіх часів. У чоловіка, відомого нам лише під ініціалами «Г. М.», не було більшої частини гіпокампу. Коли Г. М. був ще юним хлопцем у 1950-ті роки, він страждав на важку форму епілепсії, яка зосереджувалась у гіпокампі, і тодішнє медикаментозне лікування йому не допомагало. Один відомий нейрохірург зважився на відчайдушний крок і видалив велику частину гіпокампу Г. М. разом зі значною частиною прилеглих тканин. Судомні припадки майже припинилися, але після операції Г. М. утратив здатність перетворювати нові короткочасні спогади на спогади довготривалої пам’яті — тобто розумово повністю застиг у часі^[70]. Було проведено незчисленну кількість різноманітних досліджень Г. М., і виявилося, що, незважаючи на свою глибоку амнезію, він усе ж може вивчити певні дії. Наприклад, він день у день складав механічну головоломку і зрештою навчився збирати її з такою самою швидкістю, як і звичайні люди, хоча й наполегливо стверджував, що бачить цю головоломку вперше. Було порушено його гіпокамп та експліцитну пам’ять, але решта мозку залишалася неушкодженою, як і здатність набувати про­цедурну пам’ять.

Так ми переходимо до наступного етапу дослідження, як головний мозок оперує спогадами і як стрес впливає на весь процес загалом,— що відбувається на рівні кластерів нейронів у корі головного мозку та гіпокампі? Дослідники кори головного мозку традиційно вважали, що кожний окремий кортикальний нейрон виконує своє окреме завдання, відповідає за один відомий йому факт. Їхнє переконання ґрунтувалося на надзвичайно важливому дослідженні Девіда Г’юбела і Торстона Візела, проведеному у 1960-х роках, того, що згодом виявилося найпростішою ділянкою кори головного мозку, яка обробляє візуальну інформацію. Вони виявили одну частину зорової зони кори головного мозку, у якій кожен нейрон реагував лише на один-єдиний чинник, наприклад, на одну світлову точку на сітківці ока. Нейрони, які реагували на послідовність суміжних світлових точок, спрямовували відповідний сигнал до нейрона в наступному шарі кори. І за що відповідав такий нейрон? За пряму лінію. Ряд таких нейронів передавав сигнали далі на наступний рівень так, що кожен нейрон на рівні кори головного мозку реагував на певний рух лінії світла. Це змусило науковців вважати, що повинен існувати і четвертий рівень, на якому кожен нейрон реагуватиме на певну сукупність світлових ліній, а далі і п’ятий рівень, і шостий, аж до рівня, на якому перебуватиме нейрон, який відповідатиме за конкретний образ, наприклад, обличчя вашої бабусі під певним кутом (а сусідній нейрон показуватиме обличчя трохи під іншим кутом, і так далі…) Дослідники шукали те, що називалося «бабусиними» нейронами,— нейрони, які розташовані в шарах кори головного мозку і «знають» лише якусь одну певну річ, тобто комплексну частину сенсорної стимуляції. З часом стало зрозуміло, що в корі головного мозку не може перебувати багато таких нейронів, адже така вузька спеціалізація потребувала би незчисленної їх кількості.

Вкрай гіпотетична мережа нейронів, кожен з яких «спеціалізується» на імпресіоністичних полотнах.

Спогади та інформація зберігаються не в окремих нейронах, а завдяки механізму збудження великих масивів нейронів — їх зараз називають нейронними мережами. Як вони працюють? Погляньте на дуже спрощену схему нейронної мережі, наведену вгорі.

Перший шар нейронів (нейрони 1, 2 та 3) — це класичний вид нейронів, описаний Г’юбелем і Візелем, коли кожен окремий нейрон «знає» певний факт. Нейрон 1 вміє розпізнавати картини Гогена, нейрон 2 — Ван Гога, а нейрон 3 — Моне. (Ці гіпотетичні нейрони є у більшій мірі «бабусиними»,— такими, що мають вузьку спеціалізацію,— ніж справжні нейрони в мозку, але вони допомагають продемонструвати, як працює нейронна мережа.) Ці три нейрони надсилають інформацію до другого шару мережі, на якому розташовані нейрони від А до Д. Зверніть увагу на алгоритм дії нейронів: 1 надсилає сигнал до А, Б і В; 2 — до Б, В і Г; 3 — В, Г, Д.

Які ж «знання» має нейрон А? Він отримує інформацію лише від нейрона 1, про полотна Гогена. Це ще один «бабусин» нейрон. Подібно до цього нейрон Д отримує інформацію лише від нейрона 3 і йому відомий лише Моне. А як щодо нейрона В, що знає він? Він знає про імпресіонізм, про спільні риси у творчості цих трьох художників. Цей нейрон начебто говорить: «Я не можу вам сказати, що це за художник, тим паче як називається картина, але це точно хтось з імпресіоністів». Він володіє знанням, яке міститься не в якомусь одному з окремих фрагментів інформації, а виникає завдяки об’єднанню різних фрагментів інформації, яка до нього надходить. Нейрони Б та Г також містять знання про імпресіонізм, але вони не настільки компетентні, як нейрон В, бо стикаються з меншою кількістю прикладів. Більшість нейронів у корі головного мозку опрацьовують спогади як нейрони Б, В і Г, а не як А та Д.