Небольшая, но важная область мозга, голубое пятно, действует как «кнопка перезагрузки», отделяя одно значимое воспоминание от другого. Этот процесс помогает не смешивать моменты жизни и может нарушаться из-за хронического стресса, что потенциально может привести к проблемам с памятью, наблюдаемым при таких состояниях, как посттравматическое стрессовое расстройство и болезнь Альцгеймера. Фото: Shutterstock
Область ствола головного мозга помогает формировать воспоминания. Стресс может препятствовать этой способности и мешать запоминанию нового опыта.
Хотя жизнь представляет собой непрерывный поток, наши воспоминания не отражают этого. Мы вспоминаем прошлое не как единую временную линию, а скорее как последователь-ность отдельных значимых моментов — подобно тому, как предложения разбиваются на части с помощью грамматики и знаков препинания. Такая ментальная структура придаёт нашим переживаниям ясность и помогает нам понять, что и когда произошло.
Мозг должен выделять много ресурсов для выполнения этой титанической задачи, верно?
Неверно! Оказывается, крошечный, но мощный регион приносит гораздо больше пользы, чем кажется на первый взгляд.
В исследовании, опубликованном в Neuron, психологи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Колумбийского университета с помощью нейровизуализации и измерения зрачков выяснили, что крошечная группа нейронов в стволе головного мозга, называемая голубым пятном, функционирует как «кнопка перезагрузки памяти» при значимых изменениях.
«Наш главный вопрос заключался в следующем: как мозг „знает“, когда заканчивается
одно значимое воспоминание и начинается следующее?» — сказал профессор психологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и первый автор исследования Дэвид Клюэтт. «Исследования показали, что пребывание в стабильном контексте, например в одной и той же комнате, связывает последовательные переживания в памяти. Напротив, смена контекста или границ события разделяет воспоминания, представляя их как отдельные события. Таким образом, контекст выступает в роли грамматики человеческой памяти». Мы обнаружили, что голубое пятно наиболее активно на границах событий, когда воспоминания разделяются. Таким образом, эта небольшая область в центре системы возбуждения мозга может служить для разграничения наших мыслей и воспоминаний.
Звуковые сигналы формируют контекст и память
Клюэтт вместе с соавторами Ринго Хуангом из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Лилой Давачи из Колумбийского университета провели эксперимент с участием 32 человек, которые просматривали изображения нейтральных объектов во
время МРТ-сканирования. Чтобы имитировать смену контекста, исследователи воспроизводили простые звуки в левом или правом ухе. Когда в одном и том же ухе воспроизводились восемь одинаковых звуков, это создавало ощущение непрерывного события. Изменение высоты звука и расположения уха сигнализировало о смене события, создавая ощущение его границы. Эта чередующаяся последовательность продолжалась, создавая впечатление четырёх отдельных звуковых событий.
Затем команда исследователей оценила, как эти изменения контекста повлияли на память. Они предположили, что способность вспомнить события в правильном порядке будет зависеть от того, были ли эти события сохранены как единый эпизод или разделены на отдельные воспоминания. Если события закодированы вместе, то вспомнить их последовательность будет проще; если они хранятся отдельно, то сделать это будет сложнее.
Как и ожидалось, повышенная активность голубого пятна во время смены событий была связана с ухудшением запоминания порядка пар элементов, которые пересекали эти границы, что позволяет предположить, что воспоминания хранились отдельно. Чтобы подтвердить это, исследователи сравнили данные фМРТ об активности голубого пятна с показателями расширения зрачков, снятыми в то же время, поскольку размер зрачков обычно увеличивается во время новых событий и активации голубого пятна. Согласованность этих данных подтвердила, что сигналы фМРТ точно отражают активность
в этой небольшой области мозга. Функциональная магнитно-резонансная томография, или фМРТ, позволяет отслеживать активность мозга, измеряя изменения в кровотоке, пока участники исследования находятся внутри томографа.
Как гиппокамп реагирует на сигналы о границах
Влияние этого нейронного сигнала «перезагрузки» выходит далеко за рамки первоначаль-ной сегментации памяти. Более высокий уровень активности голубого пятна на границах событий был связан с более выраженными изменениями в активации гиппокампа — области мозга, которая играет ключевую роль в кодировании новых воспоминаний и отслеживании контекстной информации, такой как местоположение и время.
«Одна из функций гиппокампа — отображать структуру нашего опыта, поэтому у него есть указатели начала, середины и конца событий. Мы обнаружили, что голубое пятно может подавать гиппокампу критически важный сигнал «начать», как бы говоря: «Эй, мы сейчас переживаем новое событие», — сказал Давачи. — Предыдущие исследования показали,
что всплески активности голубого пятна помогают перенастроить нейронные сети, чтобы направить внимание на новые и важные события. Наши результаты показывают, что этот сигнал обновления распространяется ещё шире и достигает областей, связанных с памятью, которые хранят информацию о текущих событиях.
Исследователи также изучили, как кратковременные всплески активации голубого пятна влияют на фоновый уровень активности голубого пятна. Это важно, поскольку нейроны голубого пятна работают в двух разных режимах: в режиме всплесков, который фиксирует важные события и формирует новые воспоминания, и в фоновом режиме, который регулирует общую бдительность и уровень стресса.
«Голубое пятно — это что-то вроде внутренней системы оповещения мозга, — говорит Клюэтт. — Но при хроническом стрессе эта система становится гиперактивной.
В результате мы словно живём с пожарной сигнализацией, которая никогда не замолкает,
и нам трудно заметить, когда начинается настоящий пожар».
Хотя динамическое взаимодействие между этими паттернами срабатывания изучалось в контексте принятия решений, восприятия и обучения, его значимость для того, как мы воспринимаем и запоминаем события, до сих пор оставалась неясной. Итак, авторы задались целью проверить, могут ли всплески активации голубого пятна на границах событий, нейронных сигналов, сегментирующих воспоминания, быть ослабленными или утраченными в условиях хронического стресса. Этот вопрос представлял собой проблему, поскольку сама по себе ФМРТ не может измерить абсолютные уровни стресса или
активации голубого пятна. Чтобы решить эту проблему, они использовали метод визуализации, который позволяет косвенно измерить уровень нейромеланина — пигментированного нейрохимического вещества, которое накапливается в голубом пятне при многократной активации с течением времени.
Стресс ослабляет сигналы мозга, отвечающие за распознавание событий
Как и предполагалось, у участников с более высоким уровнем нейромеланина, который,
как считается, указывает на хронический стресс, наблюдалась более слабая реакция расширения зрачков на границы событий. Более сильные низкочастотные колебания в активации голубого пятна, которые являются показателем фонового уровня активности, также предсказывали более слабые всплески активации голубого пятна и реакции зрачков на границы во время выполнения задания. В совокупности эти результаты свидетельствуют
о том, что хроническое перевозбуждение может снижать чувствительность к изменениям, нарушая сигналы, которые закрепляют и упорядочивают новые эпизоды в памяти.
Идентификация голубого пятна как «ворот» или «проводника» для формирования памяти может привести к появлению более эффективных способов лечения ПТСР и других расстройств, связанных с памятью, таких как болезнь Альцгеймера, при которых голубое пятно проявляет необычную гиперактивность. Существуют потенциальные способы успокоить гиперактивное голубое пятно, будь то медикаментозное лечение, медленное дыхание или даже сжимание в руке мячиков для снятия стресса. Но для поиска и вывода
на рынок эффективных долгосрочных решений потребуются дальнейшие исследования и время. «Правильное» восприятие событий напрямую связано с улучшением памяти. Это позволяет предположить, что улучшение работы голубого пятна является эффективной мерой для защиты или восстановления памяти.
Клюэтт сказал, что для работы со сложными инструментами, необходимыми для исследования мозга, требуется финансирование, которое может обеспечить только федеральное правительство. Клюэтт сказал, что, например, несколько грантов Национального института здравоохранения, которые финансировали это исследование, покрыли расходы на сканирование и оборудование, использованное для проведения экспериментов.
«Проведение фундаментальных научных и клинических исследований имеет решающее значение для открытия новых методов лечения тяжелых заболеваний, — сказал Клюэтт. — Недавние законодательные инициативы ставят под угрозу это будущее не только для научных исследований, но и для прорывов, которые могут улучшить жизнь пациентов и их семей. Возможно, это ирония судьбы, что в то время, когда законодательство обещает «большие и прекрасные перемены», оказывается, что один из самых маленьких участников процесса в мозге может оказать самое большое влияние на то, как мы понимаем и запоминаем свою жизнь».
Ссылка: «Активация голубого пятна «перезагружает» гиппокампальные репрезентации событий и разделяет смежные воспоминания», Дэвид Клюэтт, Ринго Хуанг и Лила Давачи,
6 августа 2025 г., Neuron. DOI: 10.1016/j.neuron.2025.05.013
Источник: SciTechDaily.com
