Cуществует ли мышечная память?

Что такое мышечная память?

Даже самые простые повседневные действия включают сложную последовательность напряжения и расслабления множества различных мышц. Со временем, при постоянной практике, такие сложные действия, как вязание, игра на музыкальном инструменте или технически сложные спортивные упражнения могут выполняться почти автоматически и без размышлений.

Мы часто говорим об этих навыках как о мышечной памяти, но этот термин на самом деле немного неправильный. Хотя определенные навыки, такие как езда на велосипеде или игра в теннис, могут потребовать укрепления определенных мышц, которые нужны для обучения и запоминания. Но все же основные процессы, касающиеся мышечной памяти, происходят главным образом в мозге, а не в мышцах. При выполнении какого-либо упражнения мозг обрабатывает информацию, приходящую из мышц, а затем постепенно создает новые нейронные связи.

О памяти человека

Считается, что человеческая память состоит из множества различных систем, которые могут работать практически независимо друг от друга. Например, у нас могут быть воспоминания о фактах, о том, что Париж является столицей Франции, но мы не можем вспомнить, когда и где мы узнали этот факт. Точно так же вы, возможно, помните разговор с другом, но не помните, о чем была речь. Это связано с тем, что память о фактах, известная как декларативная память, считается другой системой, управляемой мозговыми механизмами, чем система, используемая для памяти о жизненных событиях, известная как эпизодическая память.

Исследования по мышечной памяти

Память для двигательных навыков может рассматриваться как особая система. Например, вы можете отлично ездить на велосипеде, но это не значит, что вы можете объяснить кому-то точную последовательность движений, необходимую для езды на велосипеде. Вы можете даже не помнить, когда или где вы изучили этот навык. Эксперименты на пациентах с амнезией и другими нарушениями памяти показали, как эти разные системы могут работать отдельно. Один пациент, который перенес тяжелую амнезию после операции по лечению эпилепсии и был неспособен формировать новые воспоминания о жизненных событиях или фактах, имел нормальное обучение и память для таких навыков, как рисование. Это открытие указывает на важный аспект памяти навыков, что она может храниться без какой-либо сознательной осведомленности, а действия с навыками могут выполняться почти автоматически.

Эти типы памяти контролируются различными областями мозга, при этом декларативные и эпизодические воспоминания в основном создаются и хранятся в височной доле и гиппокампе. Весьма широкий спектр областей мозга, по-видимому, отвечает за воспоминания об умениях, включая: области в моторной коре (часть мозга, которая посылает сигналы мышцам тела и отвечает за планирование и выполнение движений); базальные ганглии (структура глубоко внутри мозга, которая связана с началом движения); и мозжечок (область в задней части мозга, которая занимается адаптацией).

Как меняется структура мозга, когда работает мышечная память?

Используя магнитно-резонансную томографию (МРТ), исследователи могут изучать множество различных типов изменений, которые позволяют нам учиться и применять мышечную память. Одно из этих изменений включает в себя увеличение связей между различными областями мозга, которые требуются для определенного навыка. В одном исследовании, проведенном в Оксфорде. Здоровым взрослым людям провели МРТ до и после шести недель обучения жонглированию. Эти сканы обнаружили белое вещество и длинные волокна, которые соединяют различные части мозга вместе. Исследователи обнаружили, что после обучения жонглированию возросло количество соединений белого вещества между областями мозга, ответственными за зрение, и областями, ответственными за движения. Расширение связей между областями зрения и движением приводит к более быстрому и легкому обмену информацией, возможно, обеспечивая лучшую координацию рук и глаз.

Также удалось узнать, что в сером веществе тоже происходят изменения. Серое вещество состоит из тел клеток головного мозга (нейронов) и служит для обработки информации в мозге. Другое исследование жонглирования показало, что после тренировок наблюдается увеличение серого вещества в частях мозга, которые участвуют в обработке визуальной информации о движущихся объектах.

Транскраниальная магнитная стимуляция (TMS)

Изучение новых навыков также приводит к изменениям в первичной моторной коре, области мозга, ответственной за вызывающие действия. Клетки в этой области соединяются с другими нейронами, которые перемещаются по спинному мозгу, контактируя с мышцами тела и заставляя их сокращаться. Части тела, которые находятся близко друг к другу, такие как пальцы, управляются областями, которые находятся близко друг к другу в моторной коре. Ученные могут безопасно и легко изучить, как различные части моторной коры соединяются с мышцами у здоровых людей, используя методику, называемую транскраниальной магнитной стимуляцией (TMS). Они используют TMS, чтобы подавать небольшие магнитные импульсы на поверхность кожи головы в разных местах и ​​регистрировать подергивания в мышцах тела.

Исследования с использованием TMS и других методов показали, что «представления» мышц тела в моторной коре у разных людей различаются в зависимости от их использования. Например, профессиональные музыканты, играющие на струнных инструментах, как правило, имеют большие области, представляющие их левую руку. Имея большее представление и, следовательно, большее количество связей от мозга к мышцам руки, возможно, это обеспечивает более точное управление движением. Хотя эти изменения, вероятно, являются результатом многолетней интенсивной практики, небольшие изменения в представлении также могут происходить в течение гораздо более коротких периодов. В одном исследовании здоровых добровольцев попросили выучить задание с короткими движениями рук и ног.

Результаты показали, что область моторной коры, представляющая мышцы руки, временно перешла в область, представляющую стопу. Изменение того, как мозг соединяется с мышцами, вероятно, станет еще одним способом улучшения навыков, и если эти изменения будут постоянными, то навыки будут сохранены.

Белое и серое мозговое вещество

Изменения в белом и сером веществе в представлении моторной коры, кажутся важными для обучения навыкам и памяти. Мозг человека, который очень хорошо владеет определенными движениями, такими как танцы или игра в определенную видеоигру, может иметь более сильные связи белого вещества между различными областями мозга, необходимыми для каждой задачи. Серое вещество в некоторых из этих областей может иметь крупные моторные представления коры мышц. Однако, вероятно, есть много других типов структурных изменений, происходящих в то время, когда мы изучаем новый моторный навык, который еще предстоит открыть.

Так что, будь вы велосипедистом, вязальщиком, танцором или игроком, вы можете поблагодарить свой мозг за подобные изменения в структурах и функциях, которые позволили вам улучшить и запомнить эти навыки. Без удивительного феномена мышечной памяти ничто из этого не будет «таким же легким, как научиться ездить на велосипеде».