Восприятие окружающего мира осуществляется через различные органы чувств: зрение, слух, осязание, обоняние и вкус, а также через понимание речи и эмоциональные реакции, которые помогают адаптировать поведение к внешним обстоятельствам. Помимо этого, существует уникальная способность — память, без которой невозможны обучение, выполнение повседневных задач, оценка событий, узнавание людей и формирование собственной идентичности. Связная система воспоминаний служит основой восприятия себя как личности.
Хотя личность в значительной мере формируется воспоминаниями, память человека далека от совершенства. Мы склонны забывать значительную часть информации, испытываем трудности с запоминанием абстрактных данных, имен и планов. Большинство событий быстро стирается из памяти, а рабочая память ограничена способностью удерживать одновременно около семи элементов. Примером может служить рублевая монета, которую при внимательном воспроизведении из памяти сложно воспроизвести в деталях. Также затруднительно вспомнить события пятилетней давности без вспомогательных подсказок, несмотря на большое количество пережитого в этот период.
Проблемы с памятью проявляются у всех людей, независимо от уровня интеллекта, таланта или образования. Человек может запомнить огромное количество цифр числа Пи, но забыть дату годовщины или место парковки автомобиля. Кроме того, воспоминания подвержены искажениям и редактированию, что отражает ещё одну уязвимость памяти.
Автор, являющаяся нейробиологом и писательницей, в своей первой научно-популярной книге раскрывает принципы работы памяти и предлагает рекомендации по её улучшению, а также объясняет, почему для нормального функционирования памяти необходимо умение забывать. В её художественном произведении «Все еще Элис» главная героиня сталкивается с болезнью, постепенно лишающей её памяти, что показывает важность сохранения этой когнитивной функции.
В мозге отсутствует единое «хранилище» воспоминаний. Каждое новое воспоминание сопровождается физическими изменениями в мозге, включая изменение нейронной активности и формирование новых связей между нейронами. Информация сначала поступает в мозг в виде сенсорных и эмоциональных сигналов, после чего различные элементы восприятия объединяются в связанный нейронный паттерн. Например, воспоминание о проведённом дне у лесного озера складывается из множества сенсорных деталей, таких как запах хвои, солнечные блики на воде, звуки насекомых, встреча с животным и вкус ягод. Эти отдельные образы связаны ассоциациями и могут вызывать в памяти другие связанные воспоминания. Сохраняются такие паттерны благодаря структурным изменениям между нейронами, которые придают им устойчивость. Любой элемент или ассоциация может служить триггером для активации всей сети воспоминаний, что объясняет, почему запах или вкус могут возвращать образы прошлого.
Процесс формирования воспоминаний включает четыре этапа. Первый этап — кодирование, когда внешние стимулы переводятся в нейронный язык. Второй этап — объединение разрозненных элементов нейронной активности в целостный паттерн. Третий этап — сохранение паттерна на длительный срок благодаря структурным и химическим изменениям в нейронах. Четвёртый этап — извлечение, когда человек активирует паттерн и воспроизводит информацию или опыт.
Гиппокамп играет ключевую роль в долговременной памяти. Эта структура, расположенная глубоко в мозгу и напоминающая по форме морского конька, консолидирует разрозненные элементы информации, связывая их в единую нейронную сеть воспоминаний. Он многократно активирует участки мозга, обрабатывающие значимые данные, обеспечивая стабильность и связанность паттернов. При повреждениях гиппокампа, например, при болезни Альцгеймера или травмах, способность к формированию новых воспоминаний утрачивается.
Примером значимости гиппокампа является случай Генри Молисона, которому в 1953 году в возрасте 27 лет удалили гиппокамп для лечения тяжелой эпилепсии. После операции припадки прекратились, но он утратил способность создавать новые воспоминания. На протяжении последующих 55 лет он не мог запоминать новую информацию, узнавать людей, а все воспоминания ограничивались периодом до операции. Психолог, наблюдавшая Молисона, отмечала, что несмотря на регулярные встречи, он никогда не узнавал её.
Гиппокамп не является хранилищем воспоминаний. Воспоминания не сосредоточены в одной области мозга, а распределены по всему мозгу в виде нейронных сетей. Нет специализированных зон, отвечающих исключительно за память, в отличие от областей, отвечающих за зрение или слух. Каждое воспоминание связано с теми областями, которые участвовали в первоначальном восприятии опыта. Память представляет собой активность нейронных сетей по всему мозгу. При воспоминании активируются те же нейроны, которые были задействованы во время непосредственного переживания. Исследования с использованием сканирования мозга показывают, что воспоминания о конкретных образах вызывают аналогичную мозговую активность, что и непосредственное восприятие этих образов.
