Магия гиппокампа

Гиппокамп играет ключевую роль и в формировании воспоминаний, и в пространственной ориентации.

«Трудно разделить пространственную ориентацию и память», — считает исследователь из Калифорнийского университета в Сан-Диего Роберт Кларк. Опыты на крысах показывают: без формирования новых воспоминаний полноценная навигация невозможна.

Лабораторная крыса со светодиодом

Но у большинства людей гиппокамп сохранен. В чем еще может быть проблема?

Когнитивная карта

В 1930-е годы Эдвард Толмен провел серию экспериментов с крысами в лабиринтах. Животные не просто заучивали последовательность поворотов, ведущих к еде. Если привычный путь перекрывали, крысы находили другой; иногда они даже срезали через участки лабиринта, по которым раньше не ходили.

Толмен предположил, что во время обучения крыса формирует в мозге представление об устройстве пространства — когнитивную карту. Она запоминает не маршрут «налево, налево, направо», а отношения между разными точками окружающей среды. Благодаря этому животное может выбрать новый путь, если привычный оказывается недоступен.

Эдвард Толмен

Идея когнитивных карт стала важным поворотом в когнитивистике: оказалось, что мозг не просто реагирует на внешние стимулы. Он формирует внутреннюю модель окружающего пространства.

3 типа людей

Психолог Нора Ньюкомб из Университета Темпл изучает когнитивные карты окружающего пространства. Оказалось, что люди создают их очень по-разному. Примерно треть ее испытуемых, по-видимому, вообще не формирует таких карт.

Нора Ньюкомб

Ньюкомб разделяет людей на три примерно равные группы. 

Интеграторы — хорошо ориентируются и объединяют информацию о разных маршрутах в единую карту. 

Неинтеграторы — запоминают отдельные маршруты, но не понимают, как они связаны между собой. 

Неточные навигаторы — с трудом ориентируются даже в знакомом пространстве и, судя по всему, вовсе не запоминают его.

Гиппокамп и хвостатое ядро

При этом гиппокамп — не единственная структура мозга, участвующая в навигации. Исследовательница памяти из Университета Макгилла Бобо обнаружила, что некоторые люди вместо него используют хвостатое ядро.

Хвостатое ядро

С 1990-х годов нейробиологи используют фМРТ, чтобы наблюдать за работой мозга. Метод позволяет косвенно измерять активность нейронов по изменениям кровотока: когда участок мозга активно работает, к нему поступает больше насыщенной кислородом крови. На снимках такие участки выглядят как яркие «пятна» на фоне остального мозга.

Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ)

В 2023 году исследовательница Вероник Бобо провела с помощью фМРТ эксперимент с виртуальным лабиринтом. Испытуемым нужно было находить определенные объекты, ориентируясь на его устройство. Примерно половина использовала окружающий виртуальный ландшафт — горы, деревья, солнце. У этих людей активировался гиппокамп. Другие ориентировались иначе: например, запоминали порядковый номер нужного ответвления. У них гиппокамп почти не работал, зато активировалось хвостатое ядро.

Так обнаружились две разные стратегии навигации. Гиппокамп создает пространственную модель и позволяет менять маршрут, если привычная дорога оказывается перекрыта. Хвостатое ядро работает скорее как автопилот: после многократного повторения маршрут переходит в процедурную память и выполняется автоматически. Именно поэтому иногда мы приезжаем домой, понимая, что почти ничего не помним о дороге.

Вероник Бобо

По мере тренировок все больше участников эксперимента переходили от пространственной стратегии к автоматической. Это нормально: мозг экономит ресурсы. Но некоторые использовали хвостатое ядро с самого начала. По мнению Бобо, это были люди, которые вообще не формировали когнитивных карт, — те самые неточные навигаторы, которых Ньюкомб обнаружила в своих экспериментах.

Топографический кретинизм — не просто невнимательность или нежелание запоминать дорогу: у некоторых людей мозг действительно иначе представляет окружающее пространство. И если у одних в голове постепенно складывается подробная карта мира, другим остается полагаться на отдельные ориентиры и заученные маршруты.

Подробнее читайте в книге «Мозг-навигатор: Как мы ориентируемся в пространстве и почему сбиваемся с пути».