Как улучшить мозг. Выпуск 21: научный путь к чертогам разума

9 августа 2019

Люди всегда хотят быть сильнее, выше, быстрее. Мы мечтаем иметь идеальную память и отличную концентрацию внимания до старости, быть продуктивными, активными и деятельными. Но все мы, особенно студенты, часто сталкиваются с тем, что крайне сложно запомнить множество разной по содержанию информации. Порой это кажется абсолютно нереальным. И конечно, человечество всегда искало способ улучшить свою память, расширить её объём. Но какие подходы для улучшения памяти у нас есть на данный момент? Автор данной статьи во Frontiers in Systems Neuroscience задался именно этим вопросом и решил сделать обзор четырёх методов расширения возможностей человеческой памяти. Первые два только с недавнего времени широко, так сказать, входят в обиход и от этого становятся предметом множества этических дискуссий. Зато последние уже стали настолько неотъемлемой частью нашей жизни, что никто уже и не помнит, что в средневековье применение мнемоники многими считалось аморальным, так же как и использование письменных записей в качестве вспомогательных средств.

Ноотропы

Ноотропы – это лекарственные средства, активирующие высшие интегративные функции головного мозга и разрабатываемые с целью оптимизации обменных, пластических и энергетических процессов в клетках головного мозга при нарушениях памяти и обучения. Самым первым ноотропом считается пирацетам, который продемонстрировал эффекты усиления памяти. Он обладает очень слабым сродством к рецепторам, а механизм его действия до сих пор считается учеными до конца не понятым. С момента открытия его свойств, врачи, фармакологи и исследователи ищут все новые и новые соединения, которые могли бы оказывать положительное влияние на процессы кодирования и воспроизведения воспоминаний, обучения. Позже был открыт модафинил, продаваемый изначально как лекарство от расстройств сна, семейство ампакинов, риталин и многие другие. По самому широкому определению ноотропы могут также включать в себя хорошо известные и широко используемые кофеиносодержащие и энергетические напитки. В настоящее время, согласно некоторым исследованиям, имеются свидетельства того, что кофеин, таурин и гуарана, никотин и шалфей могут оказывать благотворное влияние на память.

Формула пирацетама

Но главный вопрос, который сейчас стоит перед людьми, насколько допустимо использование данных препаратов в целях «косметического» улучшения процессов работы мозга. Множество ноотропов сейчас применяется не по назначению. Недавние исследования показали, что студенты по всему миру используют те или иные средства для повышения успеваемости. Группа Айкенхорста опросила немецких студентов, с целью определить мотивацию использования ноотропов и обнаружила, что повышение концентрации, бдительности и когнитивного потенциала занимает наивысшее положение в списке приоритетов, за ними идет улучшение памяти. Встаёт вопрос, насколько это честно – использование данных препаратов при обучении, ведь далеко не каждый может себе позволить их приобрести. Этика применения ноотропов – достаточно новая тема, хотя употребление различных стимулирующих препаратов в спорте – тема бессмертная и допинг обычно считается не очень хорошим делом. Кроме того, неясно, как сравнить между собой улучшение у «здорового» и терапией — подумайте о пожилом человеке с постепенно ухудшающейся памятью, насколько будет честным использование им препарата для поднятия своих когнитивных способностей до уровня, что имеется у молодого человека, является ли это также обманом?

Стимуляция мозга

Одними из новых методов терапии различных неврологических заболеваний стали такие методы, как транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) и транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS). Если вкратце, то оба этих метода модулируют возбудимость нейронов в целевых регионах, но имеют ограниченную глубину проникновения. Это приводит к тому, что основные области, связанные с памятью (т.е. медиальная височная доля), не затрагиваются ими. Целевой зоной в исследованиях памяти при помощи ТМС и tDCS, на данный момент, является префронтальная кора, которая связана, как было показано, с некоторыми аспектами высших уровней познания. При проведении стимуляции дорсолатеральной зоны префронтальной коры, в статье Михаила Лебедева с соавторами была показана, её роль в процессах кодирования памяти и внимания.

Процедура ТМС

Ещё одним ограничением улучшения памяти при помощи ТМС является практически невозможность её использования вне стен лаборатории или больницы. В тоже время, хотя это и не было связано с задачами на память, изменения возбудимости нейронов коры головного мозга вследствие их стимуляции tDCS, в исследовании Уолша, сохраняются и через 90 минут после манипуляции, а в некоторых случаях даже до 30 дней. Кроме того, устройства tDCS становятся все более доступными для общественности, и широко применяются геймерами для улучшения внимания и времени реакции. Особую озабоченность общественности вызывает тот факт, что tDCS может быть использована родителями для ускорения обучения детей. Основная опасность – последствия от такой стимуляции развивающегося мозга до сих пор неясны.

Память также может быть увеличена за счет инвазивной стимуляции. Хотя конечно, такие методы этически сложнее использовать в тех же масштабах, что и неинвазивные. Хамани и соавторы описывают случай, когда пациенту было имплантировано устройство для глубокой стимуляции мозга (DBS) с целью лечения морбидного ожирения. По результатам послеоперационных КТ-исследований, ученые выяснили, что кроме целевой зоны – гипоталамуса, два электрода также попали проксимальнее мозгового свода. Стимуляция одним из этих электродов вызывала появление автобиографической памяти за десятилетия до этого события. В другом исследовании электроды, имплантированные в энторинальную кору головного мозга пациентов с эпилепсией, вызвали улучшение пространственной памяти. Как правило, такие исследования проводятся только с пациентами, которые уже имеют имплантированные электроды по причинам, не связанным с памятью (например, врачи пытаются локализовать эпилептические очаги), но недавние успехи у пациентов с болезнью Альцгеймера вскоре могут привести к тому, что DBS будет использоваться в качестве метода лечения.

Мнемонические техники

Наименее спорным подходом к увеличению памяти является использование определенных стратегий (т.е. мнемоники). Существует огромное множество методов для улучшения усвоения информации, например репетиция выступления, создание запоминающихся предложений или целых сюжетов, формирование аббревиатур и др. Кроме того, такие эксперты по повседневному запоминанию, как официанты, водители такси и шахматные мастера используйте свои более специфичные стратегии.

Мнемоническое правило для запоминания месяцев с 31 днями в году: они расположены на костяшках кулаков.

Наибольший интерес представляют люди, чья работа запоминать колоссальные объемы информации – профессиональные мнемонисты. Их изучением занималась группа Магуайера. Большинство мастеров рассказали об использовании метода «чертогов памяти» (помните Шерлока?), стратегии, впервые разработанной еще древними греками. В этой стратегии, запоминающий, обычно представляет знакомую среду (обычно свой дом/квартиру) и как бы мысленно проходит через эту воображаемую среду, при этом попутно размещая предметы (можно их гипертрофировать, делать абсурдными, искажать), подлежащие запоминанию, в разных местах. Для того чтобы вспомнить, необходимо просто заново пройтись по месту и найти их. Еще один метод – создание порций информации, которые должны быть иерархически сгруппированы (например, как в интеллект-картах). Основной недостаток мнемоники заключается в том, что эффективное использование часто требует обширной практики.

Кадр из сериала Sherlock

Внешние средства

Внешние средства, такие как написанный список, стикер с напоминанием на мониторе компьютера, могут искусственно увеличить память, используясь в качестве поисковых маячков, триггеров. Современные технологии значительно увеличили емкость и удобство такого рода внешних средств, особенно после появления сотовых телефонов. Хотя использование внешних средств является относительно безобидным, оно до сих пор не лишено споров. Имея готовый доступ к Интернету, у людей остается все меньше оснований запоминать информацию напрямую. Вместо этого мы просто запоминаем, где найти информацию, но не саму информацию. Однако данные, хранящиеся на внешних устройствах, менее подвержены искажениям памяти. Возможно, будущие исследования, которые смогут сравнить воспоминания с привязкой к внешним устройствам и без нее, расширят наши представления о нейронных механизмах памяти.

Недавние достижения в области нейробиологии предоставили как новые подходы к искусственному усилению памяти, так и новую почву для дискуссий. И хотя решить новые вопросы не возможно без их обсуждения, важно помнить, что хотя другие подходы к улучшению когнитивных способностей сейчас кажутся безобидными, так было не всегда. Один из вариантов, начать проводить параллели с другими областями, которые в прошлом имели подобные дебаты, например, спорт и косметическая хирургия. Кроме того, надо не сбрасывать со счетов тот факт, что уменьшение функции может быть также формой улучшения, Одним из таких случаев могли бы стать пациенты с посттравматическим стрессовым расстройством и необходимостью ослабить память.

Текст: Анастасия Натрова

Madan CR (2014) Augmented memory: a survey of the approaches to remembering more. Front. Syst. Neurosci. 8:30. doi: 10.3389/fnsys.2014.00030

Выпуск 21: какой толк от постоянного тока

Выпуск 19: зачем нужен сон

Выпуск 18: химерный мозг

Выпуск 17: дети и стимуляция мозга

Выпуск 16: нейропротезы для воли

Выпуск 15: фМРТ-практики

Выпуск 14: стимуляция при эпилепсии

Выпуск 13: как электричество может снять боль?

Выпуск 12: что может медитация?

Выпуск 11: от человеческого мозга до мозга глобального