Когда воспоминания создают и «вспоминаются», между нейронами мозга образуются новые и сильные электрические связи. Память представлена этими новыми связями между нейронами. Однако новая теория, подкрепленная исследованиями на животных и математическими моделями, предполагает, что в то же время, когда создается память, рождается «антипамять» — соединения между нейронами, обладающие совершенно противоположным характером электрической активности по сравнению с оригинальной памятью. Ученые считают, что это помогает поддерживать баланс электрической активности в мозге.
Рост более сильных связей между нейронами, известных как увеличение возбуждения, является частью нормального процесса обучения. Как и волнение, которое мы ощущаем эмоционально, немного возбуждения не помешает. Но как и с эмоциональным возбуждением, избыток может привести к проблемам.
По сути, уровень электрической активности в головном мозге тонко и четко сбалансирован. Любое чрезмерное возбуждение в мозге нарушает этот баланс. Электрический дисбаланс, как полагают, лежит в основе некоторых когнитивных проблем, связанных с психическими и психологическими условиями, такими как аутизм и шизофрения.
Пытаясь понять последствия дисбаланса, ученые пришли к выводу, что должен быть второй процесс в обучении, который компенсирует возбуждение, вызванное новой памятью, и сохраняет всю систему отлаженной. Суть теории в том, что, подобно материи и антиматерии, должна быть антипамять на каждую память. Точное зеркальное отображение возбуждения новой памяти предотвращает нарастающий шторм мозговой активности, сохраняя систему в равновесии. Память присутствует, но активность, которую она порождает, подавляется. Антипамять заглушает оригинальную память, не стирая ее.
Что делает антипамять?
Пока что существование антипамяти подтверждают лишь экспериментальные работы на крысах и мышах, а также моделирование. Эксперименты требуют прямой записи внутри мозга с помощью электродов, и поскольку помещение металлических зондов в мозги людей, как правило, не одобряется, ученые пока не могут напрямую подтвердить существование антипамяти у людей. В работе, которая была опубликована в журнале Neuron, группа ученых из Оксфордского университета и Университетского колледжа в Лондоне придумала разумный способ определить, работает ли память у людей так же, как у наших братьев меньших.Испытуемых попросили выполнить задачу, которая создает новую память. Используя фМРТ для сканирования мозга испытуемых в течение нескольких часов после обучения, ученые не обнаружили никаких следов этой памяти, поскольку ее заглушила антипамять. Поэтому они пропустили слабый электрический ток через область мозга, в котором образовалась память (используя безопасную технику анодной транскраниальной симуляции постоянного тока). Это позволило им снизить ингибиторную активность мозга в этой области — нарушить ингибиторную антипамять и выявить скрытые воспоминания.
Желтые квадраты ниже демонстрируют уровень активности нейронов во время процесса обучения. Сначала, до образования пар, они отвечают лишь на красный квадрат. После изучения пар красных и зеленых квадратов, нейроны реагируют на каждый раздражитель. Антипамять реагирует на эту ассоциацию и заглушает их, и нейроны активируются лишь в ответ на красный раздражитель. Наконец, после временного нарушения антипамяти, ассоциация снова проявляется и нейроны активируются в ответ на каждый раздражитель.
Похоже, что у людей, как и у животных, антипамять играет важную роль для предотвращения потенциально опасного избытка электрического возбуждения мозга, которое, в противном случае, может привести к этакому эпилептическому состоянию мозга и судорогам. Считается, что антипамять может также играть важную роль в предотвращении спонтанной активации воспоминаниями друг друга, что могло бы приводить к путанице и неупорядоченным процессам мышления.
Подобно тому, как математическая теория антиматерии и ее последующее открытие в природе и создание в лаборатории оказали важное влияние на физику 20 века, похоже, исследование загадочных процессов антипамяти может стать потенциально революционным для нашего понимания мозга в грядущий век.
