Исследователи предположили и другое: может быть, люди с большим объемом гиппокампа просто чаще выбирают профессию таксиста, связанную со способностью к навигации? Однако их данные показали, что стаж работы коррелировал с объемом гиппокампа: чем дольше человек провел за рулем такси, тем больше у него был гиппокамп. Именно стимулы окружающей среды, то есть практика ориентирования, которой со временем становилось все больше, позволили пластичности – способности к адаптации и изменениям – проявиться в этой структуре мозга. Шесть лет спустя Элеонор Магуайр, Хьюго Спирс и Кэтрин Вулетт опубликовали еще одно исследование, в котором лондонские таксисты сравнивались с водителями лондонских автобусов. И те и другие ездят по городу и, вероятно, испытывают одинаковый уровень стресса и обладают одинаковым водительским опытом. Разница между ними в том, что таксисты прокладывают новые маршруты, меняющиеся изо дня в день, в зависимости от того, куда нужно ехать пассажиру, тогда как водители автобусов ездят по заранее установленным маршрутам. Сравнивая размеры гиппокампа у этих двух групп, исследователи надеялись выяснить, какова причина увеличения гиппокампа у таксистов: само вождение или знание пространства. И вновь у таксистов объем серого вещества оказался больше.
Вероятно, пластичность гиппокампа – это одна из его самых важных характеристик. Но может ли человек с помощью практики и окружающей среды и навыков расширить свои когнитивные возможности? Похоже, да. Чем больше времени потрачено на обучение и практику, тем больший объем серого вещества ученые обнаруживают в разных частях мозга музыкантов, полиглотов и даже жонглеров. «Результаты настоящего исследования свидетельствуют в пользу того, что обучение, а также пространственное отображение чрезвычайно сложного и широкомасштабного окружения и использование этого отображения – это первичная функция гиппокампа у человека, – сообщали исследователи, – и эта область мозга способна менять свою структуру, чтобы адаптироваться к усложнению окружающей среды»[59].
Еще до того как нейробиологам стала понятна роль гиппокампа и его пластичности, способной помочь в овладении искусством навигации, австралийский летчик Гарольд Гатти решительно выступил против мифа о шестом чувстве, указывая на способность человека к обучению, которую он считал практически безграничной. В сущности, его книга «Природа – ваш проводник» представляет собой сборник инструкций, раскрывающих секреты того, как научиться ориентироваться без приборов. Гатти написал ее в конце 1950-х гг., завершив блестящую карьеру преподавателя навигации на земле и в воздухе, когда вышел в отставку и поселился на Фиджи. (Он неожиданно умер от инсульта за четыре месяца до публикации книги.) В ней – знания человека, который любил приключения и с радостью решал загадки ориентирования и пилотирования с помощью логики и чувств. И действительно, Гатти был убежден, что в процессе «развития нашей цивилизации»[60] люди утратили качество, прежде важное для их выживания: способность наблюдать за природой.
Гатти родился на острове Тасмания, в четырнадцать лет поступил в военно-морской колледж, а во время службы в торговом флоте научился определять время по звездам. Затем он открыл штурманскую школу в Лос-Анджелесе, где обучал курсантов ориентироваться по солнцу и звездам. Он изобрел секстант, которым можно было пользоваться в самолетах, а в 1931 г. поставил рекорд скорости, облетев земной шар за восемь дней. Для компании Pan American Гатти проложил первый авиамаршрут через Тихий океан, и Говард Хьюз называл его «первопроходцем, озаряющим наш путь»[61].
Книга Гатти охватывала весь земной шар, от пустынь и гор до полярных областей и океанов. Его методы навигации в разных природных условиях полагались на историю и знания американских индейцев, австралийских аборигенов, полинезийцев, иннуитов, европейцев и кочевых племен Сахары. При любой возможности он подчеркивал: несмотря на то что люди, с детства обучавшиеся этим навыкам, обладают «более острым восприятием и более развитой способностью к наблюдению, чем большинство из нас», каждый человек с помощью практики может развить свою память, чувство времени и расстояния, а также наблюдательность, чтобы овладеть, как он выражался, «естественной навигацией»[62]. Люди, умеющие находить путь без приборов, не обладают какими-то особыми биологическими характеристиками. Их мастерство – итог традиции, а также того, что они всю жизнь изучают окружающую природу, и того, что их знания о ней глубоки. Читателям трудно это понять, писал Гатти, но все дело в том, что им преподавали общепринятую западную версию истории, в которой белые путешественники «открывали» аборигенов в неисследованных районах мира. Гатти перевернул эту историю: те самые «дикари», указывал он, открыли свой дом гораздо раньше, причем без всяких средств навигации.
Гатти был убежден, что именно технология увековечила миф о биологических различиях между расами. «[Ученые] создали завесу тайны, сказки и мифа вокруг естественной навигации прошлого. Мы так привыкли находить путь с помощью компаса, хронометра, секстанта, радио, радара и эхолокатора, что некоторые из нас просто не могут поверить, что в древности народы могли совершать далекие путешествия в неизведанные земли и находить дорогу в незнакомой дикой природе и не нанесенных на карту морях, руководствуясь лишь обычными чувствами и традиционной мудростью»[63].
Эти навыки напомнили Гатти греческий миф о том, как Ариадна дает Тесею нить, чтобы он мог найти выход из лабиринта пещер после того, как убьет Минотавра. В большинстве мест, говорит Гатти, эта нить воображаемая. И это именно нить памяти – в точности как описывал Ауа.
Детская амнезия
Нить памяти, которая позволяет людям исследовать незнакомые места и не заблудиться, – это одна из самых удивительных когнитивных способностей человечества. Но в жизни есть период, когда память подводит нас всех. В младенчестве и раннем детстве мы исследуем мир и формируем эпизодическую память – воспоминания о событиях и автобиографию – только для того, чтобы она исчезла и стала недоступной во взрослой жизни. Пока я не узнала об этом, я недоумевала, почему мои детские воспоминания, лет до шести, столь эфемерны. До этого возраста я почти ничего не помню или не могу отличить реальных событий от воображаемых. Но потом мне как будто включили память. Помню, как мы переехали в городок в глуши Новой Англии с населением несколько сотен человек, арендовали трейлер в конце пыльной улицы, между выгоном для коровы и длинным деревянным курятником, в который я могла заползать и собирать яйца. Моя мама посадила рядом с курятником травы, цветы и овощи, вкопала посередине телефонный столб и водрузила на него старое зеленое блюдо для пирога – как птичью поилку. Она консервировала фрукты и готовила еду в тяжелом чугунном котелке. Отвозила меня в школу на чадящем пикапе «чинук», а затем учила аутистов, которые жили на соседней овцеферме, ткать на гигантских гремящих станках или работала официанткой. Мой папа, маляр по профессии, находил работу в домах побогаче или уезжал в город – красить большие викторианские усадьбы. Со стороны наш трейлер мог показаться типичным жилищем неотесанной деревенщины, но у моих родителей были необычные взгляды: «синие воротнички» с серьезными духовными стремлениями, они копили свои гроши ради будущих путешествий в Калифорнию и Индию.
Меня удивляет, что я до сих пор могу нарисовать точную карту того счастливого места. Я точно знаю, где рос виноград вдоль выложенной гранитом канавы, расстояние до искривленного персикового дерева, помню ульи и каждую молодую сосенку по периметру пастбища. Помню, как изгибался ручей; помню, где он разливался в начале лета – мутной купальней для меня и тысяч головастиков, – помню, как он петлял, исчезая в чаще за озерцом, где водились бобры. Я могу нарисовать каждую яблоню и каждое персиковое дерево, кусты смородины и малины, высокую березу и грунтовую тропку между деревьями, ведущую к гигантскому полю золотарника. Я помню, как лежали камни в зарослях старой сирени, куда не мог пролезть никто, кроме меня. Там я устраивала себе убежище, укрывалась в собственном мире – это была моя первая отдельная комната.
Готова поспорить: если бы я нарисовала карту и отправила бы вас в прошлое, эти подробности позволили бы вам точно сориентироваться на месте. Примечательно, что моя память не ограничивается нашим домом, а распространяется на весь город. Почему в моем сознании осталась зияющая пустота первых лет жизни и неожиданная четкость и точность пространственной памяти после шестилетнего возраста? Какое-то время я приписывала это некой травме – просто потому, что четыре года, которые мы прожили в трейлере, были самыми счастливыми в моем детстве и, как выяснилось позже, самыми спокойными в подростковом возрасте. Потом было несколько переездов и развод родителей; с десяти до двадцати восьми лет я никогда не жила в одном месте дольше года или двух. Может быть, именно этот период стабильности объясняет точность, с которой я могу вспомнить подробности нашего убогого рая? Может быть, я все так хорошо помню потому, что была там счастлива? Но почему, недоумевала я, память о тех годах так часто принимает форму карты с несметным числом путей и мест, которые я исследовала и в которых давала волю своей фантазии?
Первым, кто рассказал мне об универсальной амнезии у детей, был нейробиолог. Кейт Джеффри в своей лаборатории в Университетском колледже Лондона изучает работу клеток гиппокампа у крыс. Она пытается выяснить, почему человеческий мозг использует одни и те же нейронные цепи для ориентирования в пространстве и для эпизодической памяти. Кейт называет это одной из самых больших загадок мозга. «Почему природа использовала те же структуры и для восприятия пространства, и для памяти – функций на первый взгляд столь разных? – писала она в журнале Current Biology. – Одна из захватывающих возможностей заключается в том, что когнитивная карта представляет, если можно так выразиться, сцену, на которой разыгрывается драма вспоминаемых событий. В такой интерпретации она служит «оком разума» для воспоминания не только о местах, но и о событиях, которые в них происходили, и даже – согласно новейшим данным, полученным методами нейровизуализации, – для воображения»[64].
Познакомившись с Джеффри на конференции в Лондоне, я рассказала о своей детской памяти. Может быть, существует возраст, когда, если можно так выразиться, «включаются» наши когнитивные способности для составления карты пространства? Джеффри сказала, что мы очень мало знаем о том, как развивается система восприятия пространства во младенчестве; неизвестно ни то, насколько наш мозг «запрограммирован» от природы, ни то, насколько глубоким должен быть наш опыт взаимодействия с окружающей средой, чтобы обусловить функции мозга. Некоторые исследования показали, что животные, выросшие в ограниченном или обедненном пространстве, испытывают трудности в решении простых пространственных задач, однако остается неясным, как эти результаты можно перенести на людей. «Думаю, упомянутые вопросы в этой области все еще не решены. У нас нет точных ответов. Но это явление существует – период младенчества и раннего детства, о котором не сохраняется долговременной эпизодической памяти. У нас как будто не закладываются эти воспоминания», – сказала Джеффри. Она подчеркнула, что у младенцев не формируются когнитивные карты, как у взрослых людей. «У них пространственная организация информации далеко не столь разнообразна. Возможно, воспоминания, формируемые в раннем детстве, пока гиппокамп еще находится в стадии развития, могут быть переписаны или искажены новыми возникающими нейронными связями. И став взрослым, вы не можете извлечь из памяти воспоминания о первых годах жизни тем же способом, каким извлекаете более поздние»[65].
Анатомически гиппокамп крыс похож на гиппокамп человека, и для Джеффри изучение их мозга и регистрация активности их нейронов во время движения позволяет заглянуть в физиологию пространственного картирования и памяти. Когда мы обсуждали эти вопросы, я спросила Джеффри: как именно, по мнению нейробиологов, гиппокамп воспринимает пространство и формирует его образ? Джеффри любезно взяла лист бумаги, карандаш и начала рисовать прямоугольник и стрелки, изображая классическую схему строения гиппокампа. Она начала с прямоугольника, соответствующего энторинальной коре, обозначила его как EC и разбила на пять зон, обозначающих пять разных типов клеток. Энторинальная кора, объяснила она, служит главным интерфейсом между неокортексом – областью коры головного мозга человека, которая ассоциируется с интеллектом, – и гиппокампом. Все первичные сенсорные зоны – зрение, обоняние, слух, осязание, как выразилась Джеффри, «немного этого, немного того» – имеют связи с энторинальной корой. От этого прямоугольника стрелки отходили к другим, обозначенным DG, CA3, CA2, CA1 и SUB. Это были главные компоненты нейронных цепей гиппокампа, каждая из которых имела связи с разными слоями энторинальной коры. «К тому времени как информация поступает в гиппокамп, успевает много чего произойти; эти сигналы подвергаются серьезной обработке, – объяснила Джеффри. – Выяснилось, что второй слой соединен с CA3, а третий слой – с CA1 и основанием гиппокампа, однако выходные сигналы из CA1 поступают в пятый слой энторинальной коры. – Она сделала паузу, посмотрела на мой нахмуренный лоб и усмехнулась. – В общем, как-то так; но здесь много путей – и туда, и обратно».
В последние годы в Центре изучения мозга Гарвардского университета были получены потрясающие изображения гиппокампа. Нейробиолог Джефф Лихтман придумал метод картирования мозга мыши с помощью микроскопа. Манипулируя генами, Лихтман добился того, чтобы в отдельных нейронах мозга мыши вырабатывались разные флуоресцирующие белки, которые при увеличении под микроскопом светятся ярким розовым, синим или зеленым светом. Эта «мозговая радуга» показывает, что клетки гиппокампа организованы в единообразные упорядоченные слои. Если клетки коры головного мозга выглядят как галактика беспорядочно разбросанных звезд, то нейроны гиппокампа выстроились в изящные арочные своды.
Эти клетки, которые вызывают такой интерес Джеффри и других нейробиологов, называются пирамидальными нейронами. И они служат ключом к пониманию феномена амнезии первых лет нашей жизни.
Зигмунд Фрейд придумал термин «инфантильная амнезия» и объяснил его в терминах вытеснения: мозг прячет желания и эмоции младенчества от взрослой психики, но к ним можно получить доступ с помощью психотерапии. «До сих пор нам не приходило в голову удивляться этой амнезии; а между тем у нас есть для этого полное основание, – писал он в 1910 г. – Поэтому-то нам рассказывают, что в эти годы, о которых мы позже ничего не сохранили в памяти, кроме нескольких непонятных воспоминаний, мы живо реагировали на впечатления; что мы умели по-человечески выражать горе и радость, проявлять любовь, ревность и другие страсти, которые нас сильно тогда волновали; что мы даже выражали взгляды, обращавшие на себя внимание взрослых, как доказательство нашего понимания и пробуждающейся способности к суждению. И обо всем этом, уже взрослые, сами мы ничего не знаем. Почему же наша память так отстает от других наших душевных функций?»[66] Фрейд рассматривал память как неизменное хранилище, которое оказывает долговременное воздействие на наше поведение во взрослом состоянии, даже если содержимое этого хранилища недоступно сознанию. Но Фрейд не знал, что этот период младенческой амнезии в возрасте до двух лет – за которым следует период детской амнезии приблизительно до шестилетнего возраста – универсален не только для людей, но и для некоторых других млекопитающих. Период амнезии наблюдается у всех видов, у которых детеныши рождаются беспомощными и нуждаются в заботе взрослых, в том числе у крыс и обезьян, что указывает на его потенциально оберегаемую эволюцией необходимость для этого периода развития.
С 1970-х по 1990-е гг. в качестве другой причины младенческой амнезии называли тот факт, что ребенок еще не умеет говорить: самые первые воспоминания становятся недоступными после того, как малыш переходит от невербальной коммуникации к вербальной. Именно в полтора года у детей происходит «языковой взрыв», и вскоре после этого младенческая амнезия исчезает. Как объясняла мне Нора Ньюком, основатель Центра пространственной памяти и обучения в Университете Темпл, «[считалось, что] появление памяти связано с обретением речи, а также с культурными нормами, требующими запоминать уникальные события. Конечно, все это важно: мы разговариваем, и мы живем в социальных группах. Но этого недостаточно. Это не могло быть единственным объяснением»[67]. Еще больше осложнял гипотезу языка тот факт, что многие животные, не умеющие говорить, тем не менее помнят события своей жизни.
Только недавно ученые раскрыли связи между развитием восприятия пространства у детей, амнезией и памятью, и эти связи могут пролить свет в первую очередь на то, как в процессе эволюции у людей формировались когнитивные способности. Способность человеческого разума совершать мысленные путешествия во времени – вспоминать прошлое и представлять будущее – и грамматически верная речь могли появиться и развиться в плейстоцене, эпохе, начавшейся 2,6 миллиона лет назад. Это был период, в котором «ребенок» стал представлять собой новую, длительную стадию биологического и социального развития нашего вида. Авторы книги «Предсказания в мозге» (Predictions in the Brain), вышедшей под редакцией нейробиолога Моше Бара, объясняют: «Появление вида
Может быть, дети – это результат новой стадии в эволюции нашего вида, необходимой для полного развития систем пространственной и эпизодической памяти? «Все думают, что первые два года очень важны, но, если мы не можем их вспомнить, чем именно они важны? – говорит Ньюком. – Гипотезы есть. Но, если мы не можем дать краткий ответ, значит, мы ничего не знаем о мозге».