Почему музыка выдерживает болезнь Альцгеймера?
Страдающие болезнью Альцгеймера и люди с другими нарушениями памяти часто постепенно теряют все свое прошлое. Однако память о музыке или умение играть на инструменте иногда упорно выдерживают забвение. Как это может быть?
Клайв Уиринг был профессиональным тенором и дирижером известных лондонских хоров, а также работал директором музыкальных программ на BBC. Сегодня британец известен как человек с мгновенной памятью: с тех пор как инфекция, вызванная вирусами герпеса, уничтожила части его мозга в 1985 году, его прошлое практически стерто, и ничто не остается в его памяти дольше, чем на несколько мгновений. Однако, что выдержало забвение, так это его музыкальность. Как описал нейробиолог Оливер Сакс в книге, опубликованной в 2007 году, он до сих пор помнит сложные музыкальные произведения. Он по-прежнему мастерски играет на фортепиано и поет, и даже руководит хором.
При ближайшем рассмотрении становится понятно, насколько это удивительно. «Память - это сложная система, которая использует многие области мозга», - говорит нейробиолог Йорн-Хенрик Якобсен, который проводит исследования в Институте когнитивных наук и наук о мозге им. Макса Планка в Лейпциге и Амстердамском университете. Одними из самых важных являются височные доли и особенно гиппокамп, который является, так сказать, центром управления постоянным хранением и поиском содержимого памяти. Область, необходимая для автобиографических воспоминаний и запоминания фактических знаний, также долгое время считалась центральной для музыкальных воспоминаний. Таким образом, Уиринг, чей гиппокамп получил непоправимый ущерб от энцефалита, должен был потерять его вместе с другим содержанием памяти.
В качестве объяснения того, почему этого не произошло, Сакс, умерший в августе 2015 года, предположил в интервью несколько лет назад, что музыку помнят «с другой памятью». Эта память, называемая процедурной, представляет собой «память о движении и действии» и использует примитивные нижележащие области мозга. Поскольку это часть бессознательной памяти, процедурная память недоступна напрямую. Сакс видел в этом доказательство своей теории, поскольку Уиринг не помнил музыкальных произведений по именам, но знал их, когда им предъявляли ноты или записи.
Долговременная музыкальная память - не редкость
Музыкальное прошлое британца и его крайняя потеря памяти делают этот случай особенным. «Однако наблюдение, что люди, чья память серьезно нарушена из-за повреждения головного мозга, может помнить музыкальные произведения и играть или петь их, не редкость», - говорит невролог Карстен Финке из Charité Berlin и Берлинской школы разума и мозга. Его очень часто проводят при дегенеративных деменциях, таких как болезнь Альцгеймера, а также при других нарушениях памяти, таких как амнезия, вызванная воспалением.
Помимо анекдотических описаний, есть и тематические исследования. Например, канадские ученые обнаружили сохранную музыкальную память у пациента с болезнью Альцгеймера, у которого были серьезные нарушения памяти, речи и мышления. 84-летняя женщина смогла отличить знакомые ей песни от незнакомых и подпевать. И Финке также столкнулся с этим явлением несколько лет назад: «Мы провели исследование амнезии, связанной с герпетическим энцефалитом. Среди участников был профессиональный виолончелист, который почти ничего не помнил из своего прошлого». Однако он продолжал хорошо играть на виолончели, что побудило исследователей провести исследование, в ходе которого они обнаружили, что он не утратил ни своих музыкальных воспоминаний, ни способности читать ноты.
"Вполне возможно, что неповрежденная музыкальная память у пациентов с деменцией может быть использована для извлечения утерянной информации из других областей памяти" (Карстен Финке)
Субъекты тематических исследований были подвергнуты тестам когнитивных способностей, таким как шкала памяти Векслера, в которой участники теста должны были запомнить пары слов или короткие рассказы. Кроме того, ответственные лица провели с ними музыкальные тесты. «Сначала мы проверили основные музыкальные навыки нашего пациента, такие как распознавание мелодий, с помощью установленного теста, а затем специально разработали дополнительные задания», - говорит Финке. В них виолончелиста просили различать старые классические произведения и произведения, написанные после его болезни, а также известные и неизвестные произведения той же эпохи. Кроме того, ему были представлены новые произведения, которые он вскоре после этого должен был отличать от произведений того же стиля. Он показал нормальные показатели памяти по сравнению с активными любителями и профессиональными музыкантами.
Несоответствие в воспроизведении музыкального и немузыкального содержания привело авторов исследования к выводу, что музыкальная память должна быть организована, по крайней мере частично, вне гиппокампа. Где именно он расположен, долгое время было неясно, хотя в МРТ-исследованиях в задачах музыкальной памяти в качестве возможной локализации были идентифицированы разные сети в области височной и лобной долей. К ним относятся, например, префронтальная кора и височная неокортекс или верхняя борозда височной доли и дополнительная моторная область.
Свет во тьме
Исследование, опубликованное в 2015 году Институтом когнитивных исследований человека и наук о мозге им. Макса Планка в Лейпциге, Амстердамским университетом и Национальным институтом здравоохранения и медицинских исследований в Кане, проливает свет на этот вопрос. Основное внимание уделялось сохранению музыкальных воспоминаний у пациентов с болезнью Альцгеймера и тяжелыми симптомами деменции. Исследователям удалось объяснить это явление, и при этом они также впервые точно определили место хранения музыкальной памяти.
«Мы разработали особенно деликатную структуру исследования, чтобы получить жизнеспособный результат», - говорит Якобсен, сыгравший ведущую роль. Сначала с помощью 100 здоровых испытуемых исследователи определили 20 хорошо известных отрывков из песен и объединили их с двумя неизвестными, но похожими произведениями. Затем они были воспроизведены для 32 здоровых добровольцев, при этом одна из незнакомых песен была представлена заранее, чтобы закрепить ее в их кратковременной памяти. Чтобы определить, какие области мозга активируют категории песен - длинные, короткие и неизвестные - исследователи сделали сканирование мозга на магнитно-резонансном томографе. «Для долговременной музыкальной памяти мы определили область, которая является частью дополнительной двигательной области и передней поясной коры, как важную», - говорит Якобсен. Эта область является частью неокортекса и играет роль в сложных движениях и оценке ожиданий.
В дополнение к предположению, что музыкальная память организована за пределами гиппокампа, это также подтверждает теорию Сака о процедурной музыкальной памяти. Это также объясняет, почему пациенты с амнезией и поражениями за пределами этого диапазона - как виолончелист в исследовании Финке - не теряют своих музыкальных способностей.
Запасная зона
На третьем этапе своего исследования Якобсен и его коллеги выяснили, почему так много людей с болезнью Альцгеймера сохраняют свои музыкальные воспоминания до тех пор, пока болезнь не достигнет поздней стадии: они исследовали область у 20 пациентов с болезнью Альцгеймера, которые были признаны относящимися к музыке. «Мы изучили типичные для болезни Альцгеймера повреждения головного мозга, такие как потеря серого вещества, и обнаружили, что пораженная область часто является одной из наименее пораженных», - говорит он.
Полученные знания дают надежду на новые методы лечения. «Вполне возможно, что неповрежденная музыкальная память у пациентов с деменцией может быть использована для вызова утерянной информации из других областей памяти», - говорит Финке. Доказательством этого служит исследование, проведенное в США, в котором способность памяти людей с болезнью Альцгеймера улучшалась под влиянием музыки. Или пример из практики Финке: «Если виолончелисту предъявить пьесы, которые он играл в течение своей карьеры, он мог бы, например, вспомнить этот случай».
В дополнение к этому стимулирующему эффекту музыкальная память может иметь компенсаторные преимущества. Исследователи заметили, что по мере прогрессирования болезни Альцгеймера нервные связи в той области, где она укоренилась, укрепляются, а в других местах они ослабевают. «Это говорит о том, что он компенсирует любой возникающий дефицит», - говорит Якобсен. «Поэтому было бы важно выяснить, можно ли добиться более легкого течения болезни, тренируя музыкальную память."