Америкалық пациент және есте сақтаудың жоғалуы

Кіріспе

Америкалық есте сақтау бұзылысымен ауырған науқас

Генри Густав Молайсон (26 ақпан 1926 – 2 желтоқсан 2008), көбінесе H.M. деп танылған, американдық, оған екі жақты медиалдық уақытша лобектомия жасалды. Оның гиппокамптың алдыңғы үштен екі бөлігі, парагиппокампальді қабықшалары, энторинальді қабықшалары, пириформды қабықшалары және миндаль тәрізді денелері хирургиялық жолмен кесіліп, эпилепсиясын емдеуге тырысты. Операция эпилепсиясын бақылауда шала ғана сәтті болғанымен, ауыр жағымсыз салдары – жаңа естеліктер қалыптастыра алмауы болды. Оның ерекше жағдайы неврологиялық зерттеулердегі этикалық стандарттарды анықтауға көмектесті, пациенттің келісімін алу қажеттілігін және медициналық араласудың ұзақ мерзімді салдарына назар аударуды қадағалады. Сонымен қатар, Молайсонның операциядан кейінгі өмірі айқын есте сақтау қабілетінің жоқтығымен өмір сүруге қажетті қиындықтар мен бейімделуді көрсетті, бұл ұқсас жағдайлармен айналысатын денсаулық сақтау мамандары мен күтім көрсететін адамдар үшін маңызды жағдайлық зерттеу ретінде қызмет етті. Бала кезінде велосипедтен құлауы H.M.-нің эпилепсиясының ықтимал себебі ретінде жиі айтылады. H.M. 10 жасында ұсақ ұстамалар басталды; 16 жасынан бастап ұстамалар күшейді. Көп дозадағы құрыштың дәрілеріне қарамастан, H.M.-нің ұстамалары оны қабілетсіз қалдырды. 27 жасында H.M.-ге нейрохирург В.Б. Сковилл эксперименттік процедура ұсынды. Бұрын Сковилл бұл операцияны психозбен ауырған пациенттерге ғана жасаған. Операция 1953 жылы жасалды және H.M. 1957 жылдың соңынан бастап 2008 жылы қайтыс болғанға дейін кеңінен зерттелді. Ол Коннектикут штатының Виндзор-Локс қаласындағы күтім орталығында тұрды, онда оның жағдайы бойынша зерттеулер жүргізілді. Оның жағдайы мидың функциясы мен есте сақтау арасындағы байланысты түсіндіретін теориялардың дамуында және когнитивтік нейропсихологияның дамуында маңызды рөл атқарды – психологияның мидың құрылымы мен функциясының нақты психологиялық процестермен қалай байланысты екенін түсінуге бағытталған саласы. Молайсонның миы Калифорния университетінде, Сан-Диегода сақталды, онда ол 2009 жылдың 4 желтоқсанында гистологиялық бөлімдерге бөлінді. Кейіннен ол UC Дэвистегі MIND институтына көшірілді. Құрылған ми атласы 2014 жылы жалпыға қолжетімді болды. Зерттеушілер бұл бұзылудың қаншалықты ауқымды екені туралы пікірталас жүргізеді. Ол сонымен қатар орташа деңгейдегі ретроградты амнезияға ұшырады, операцияға дейінгі бір-екі жылдағы көптеген оқиғаларды, сондай-ақ 11 жылға дейінгі кейбір оқиғаларды есіне ала алмады, яғни оның амнезиясы уақыт бойынша сатылаған. Оның жағдайы алғаш рет 1957 жылы Сковилл мен Бренда Милнер есімді ғалымдар баяндады, олар оны "H.M." деп атады. Оның толық аты-жөні оның қайтыс болғаннан кейін ғана көпшілікке жарияланды. Ол 1953 жылға дейінгі білімге қатысты сұрақтарға жауап бере алды. 1953 жылдан кейінгі ақпарат үшін ол жаңа ақпаратпен ескі естеліктерді өзгерте алды. Мысалы, ол полиомиелит туралы есте сақтауын өзгертіп, Джонас Солк туралы естелік қоса алды.

Henry Gustav Molaison (February 26, 1926 – December 2, 2008), known widely as H. M., was an American who had a bilateral medial temporal lobectomy to surgically resect the anterior two thirds of his hippocampi, parahippocampal cortices, entorhinal cortices, piriform cortices, and amygdalae in an attempt to cure his epilepsy. Although the surgery was partially successful in controlling his epilepsy, a severe side effect was that he became unable to form new memories. His unique case also helped define ethical standards in neurological research, emphasizing the need for patient consent and the consideration of long term impacts of medical interventions. Furthermore, Molaison's life after his surgery highlighted the challenges and adaptations required for living with significant memory impairments, serving as an important case study for healthcare professionals and caregivers dealing with similar conditions. A childhood bicycle accidentname=7and9 is often advanced as the likely cause of H. M.'s epilepsy. H. M. began to have minor seizures at age 10; from 16 years of age, the seizures became major. Despite high doses of anticonvulsant medication, H. M.'s seizures were incapacitating. When he was 27, H. M. was offered an experimental procedure by neurosurgeon W. B. Scoville. Previously Scoville had only ever performed the surgery on psychotic patients. The surgery took place in 1953 and H. M. was widely studied from late 1957 until his death in 2008. He resided in a care institute in Windsor Locks, Connecticut, where he was the subject of ongoing investigation. His case played an important role in the development of theories that explain the link between brain function and memory, and in the development of cognitive neuropsychology, a branch of psychology that aims to understand how the structure and function of the brain relates to specific psychological processes. Molaison's brain was kept at University of California, San Diego, where it was sliced into histological sections on December 4, 2009. It was later moved to the MIND Institute at UC Davis. The brain atlas constructed was made publicly available in 2014. Researchers argue over the extent of this impairment. He also had moderate retrograde amnesia, and could not remember most events in the one to two year period before surgery, nor some events up to 11 years before, meaning that his amnesia was temporally graded. His case was first reported by Scoville and Brenda Milner in 1957, who referred to him by "H. M." His full name was not revealed to the wider public until after his death. He was able to fill in answers to clues that referred to pre 1953 knowledge. For post 1953 information he was able to modify old memories with new information. For instance, he could add a memory about Jonas Salk by modifying his memory of polio.

Ғылымға қосқан үлесі

Молеазонды зерттеу адамның есте сақтау қабілетін түсінуде революция жасады. Ол ескі теорияларды жоққа шығарып, адам жады туралы, әсіресе оның процестері мен негізгі жүйке құрылымдары туралы жаңа теорияларды қалыптастыруға кеңінен дәлел келтірді. Келесі мәтінде негізгі түсініктер қарастырылады. Молайсонның миы Дана қоры мен Ұлттық ғылым қоры қаржылаған анатомиялық зерттеу нысаны болды. UC San Diego-дағы Ми обсерваториясының Жакопо Аннезе басқарған жобаның мақсаты – бүкіл миды толық микроскоптық зерттеу арқылы Молайсонның тарихи есте сақтау қабілетінің бұзылуының неврологиялық негізін жасушалық деңгейде анықтау болды. 2009 жылдың 4 желтоқсанында Аннезе тобы 2401 ми тілімін алды, оның ішінде екі зақымдалған және 16 күмәнді тілімі бар еді. Оның миының 3D-цифрлық реконструкциясы 2014 жылдың басында аяқталды. Зерттеу нәтижелері 2014 жылдың қаңтар айында Nature Communications журналында жарияланды. Зерттеушілер таңғалысқа түсіп, 1953 жылғы операциядан кейін Х.М.-нің гиппокамп тінінің жартысы сақталғанын анықтады, бұл Х.М.-нің нейроәрекеттік профиліне және Х.М.-ді "таза" гиппокамп зақымдануы бар науқас ретінде сипаттаған бұрынғы әдебиеттердің бұрынғы және болашақ интерпретацияларына елеулі әсер етеді. Сонымен қатар, мақұлық алдындағы қабықта бұрын күтпеген дискретті зақым анықталды. Бұл тұжырымдар мінез-құлықтық тестілеулердің бастапқы деректерін қайта қарастыруды ұсынады. Мидың үш өлшемді виртуалды моделі операцияның динамикасын қайта құруға мүмкіндік берді; Доктор Сковилл медиалдық уақытша бөліктерге жету үшін алдыңғы ми бөлігін көтерген кезде сол жақ орбитаның үстіндегі ми зақымдануын жасауы мүмкін екені анықталды. Мақалада сонымен қатар мидың жалпы нейропатологиялық жағдайы бірнеше бейнелеу әдістері арқылы сипатталған. Х.М. 82 жасында қайтыс болғандықтан, оның миы едәуір қартайған. Оның танымдық қабілетінің төмендеуіне себеп болған бірнеше патологиялық ерекшеліктер, оның ішінде ауырлары да анықталды. HM миының цифрлық атласы интернетте тегін қолжетімді етуге берілді.

The study of Molaison revolutionized the understanding of the organization of human memory. It has provided broad evidence for the rejection of old theories and the formation of new theories on human memory, in particular about its processes and the underlying neural structures. In the following, some of the major insights are outlined. Molaison's brain was the subject of an anatomical study funded by the Dana Foundation and the National Science Foundation. The aim of the project, headed by Jacopo Annese, of The Brain Observatory at UC San Diego, was to provide a complete microscopic survey of the entire brain to reveal the neurological basis of Molaison's historical memory impairment at cellular resolution. On December 4, 2009, Annese's group acquired 2401 brain slices, with only two damaged slices and 16 potentially problematic slices. The digital 3D reconstruction of his brain was finished at the beginning of 2014. The results of the study were published in Nature Communications for January 2014. The researchers found, to their surprise, that half of H. M.'s hippocampal tissue had survived the 1953 surgery, which has deep implications on past and future interpretations of H. M.'s neurobehavioral profile and of the previous literature describing H. M. as a "pure" hippocampus lesion patient. Additionally, a previously unexpected discrete lesion was discovered in the prefrontal cortex. These findings suggest revisiting raw data from behavioral testing. A three dimensional virtual model of the brain allowed the dynamics of the surgery to be reconstructed; it was found that the brain damage above the left orbit could have been created by Dr. Scoville when he lifted the frontal lobe to reach into the medial temporal lobes. The article also describes the general neuropathological state of the brain via multiple imaging modalities. As H. M. was 82 when he died, his brain had aged considerably. Several pathological features were discovered, some severe, which had contributed to his cognitive decline. The digital atlas of HM's brain was made publicly available on the Internet free of charge.

Есте сақтау қабілетін жоғалту

Молайсонның жалпы жағдайы ауыр антероградты амнезиямен, сондай-ақ уақыт бойынша сараланған ретроградты амнезиямен сипатталды. Молайсон операцияға дейін ешқандай естелік бұзылысын көрсетпегендіктен, оның естелік бұзылуына медиалдық уақытша ми бөліктерінің алынып тасталуы себеп болуы мүмкін. Осылайша, медиалдық уақытша ми бөліктері семантикалық және эпизодтық ұзақ мерзімді естеліктердің қалыптасуына қатысатын маңызды компонент деп есептелуі мүмкін (Смит пен Косслин, 2007 ж., эпизодтық кодтау үшін конвергенциялық аймақ ретінде сипатталған медиалдық уақытша ми жамылғылары). Бұл болжамды растау үшін медиалдық уақытша ми бөліктері зақымдалған басқа да пациенттерді зерттеулер жүргізілді (Corkin, 2002). 1960 жылдардың басында Милнер жүргізген зерттеуде Молайсон айнадағы бейнесіне қарап фигура салудың жаңа дағдысын меңгерді (Corkin, 2002). Атап айтқанда, H.M.-ге екі концентрлік шеңбердің арасындағы тар кеңістікте үшінші жұлдызды салу тапсырмасы берілді, ол тек қағаз бен қарындаштың айнадағы бейнесіне қарап орындалуы керек еді. Бұл тапсырманы алғаш рет орындаған көптеген адамдар сияқты, ол да жақсы орындамады және 30 шамасында сызықтан шығып кетті. Милнер оған бұл тапсырманы күн сайын 10 рет орындауды ұсынды және бірінші реттен кейін қателіктердің саны әр рет сайын азайғанын байқады. H.M. екінші ретте 20 қателік жасады, үшінші ретте 12 қателік жасады, ал бірінші күні 10-шы ретте шамамен 5-6 қателік жасады. H.M. тапсырманы орындаған сайын, бұрынғы әрекеттері немесе тапсырманы орындағаны туралы естеліктері болмаса да, жақсарды. Екінші күні ол әр ретте орташа есеппен азырақ қателік жасады, ал үшінші күні әр ретте дерлік қателік жасаған жоқ. Милнер санасыз моторлық орталықтар мен базальды ганглиялар және мишақша сияқты процедуралық жасырын естелікке жауапты ми бөліктері саналы ақыл ұмытып кеткен нәрселерді есте сақтай алатынына қорытынды жасады. Бұл құрылымдар H.M.-нің миында сақталғандықтан, ол қайта-қайта орындағаннан кейін тапсырманы жақсы орындай алды. Моторлық оқудың сақталғанына қосымша дәлелдерді Коркиннің (1968) жүргізген зерттеуі растады. Бұл зерттеуде Молайсон үш моторлық оқу тапсырмасымен сынақтан өтті және олардың барлығында толыққанды моторлық оқу қабілеттерін көрсетті. Қайталау арқылы жаттап алуға байланысты эксперименттер Молайсонның жаңа семантикалық және эпизодтық естеліктерді қабылдауға қабілетсіздігіне қарамастан, жасырын (санасыз) естеліктерді қабылдау қабілетін көрсетті (Corkin, 2002). Бұл нәтижелер дағдылар мен қайталау арқылы жаттап алу эпизодтар мен фактілер туралы естеліктерден өзгеше нейрондық құрылымдарға сүйенетінін көрсетеді; процедуралық естелік пен қайталау арқылы жаттап алу Молайсоннан алынып тасталған медиалдық уақытша ми құрылымдарына сүйенбейді, ал семантикалық және эпизодтық естелік сүйенеді (Corkin, 1984 ж.). Молайсонның жасырын және эксплицитті оқу қабілеттерінің олардың негізгі нейрондық құрылымдары бойынша ажыратылуы адам естелігін түсінуге маңызды үлес қосты: ұзақ мерзімді естеліктер біртұтас емес және декларативтік немесе декларативтік емес деп жіктелуі мүмкін (Smith & Kosslyn, 2007).

Molaison's general condition has been described as heavy anterograde amnesia, as well as temporally graded retrograde amnesia. Since Molaison did not show any memory impairment before the surgery, the removal of the medial temporal lobes can be held responsible for his memory disorder. Consequently, the medial temporal lobes can be assumed to be a major component involved in the formation of semantic and episodic long term memories (cf. medial temporal lobes described as a convergence zone for episodic encoding in Smith & Kosslyn, 2007). Further evidence for this assumption has been gained by studies of other patients with lesions of their medial temporal lobe structures. (Corkin, 2002). In a study conducted by Milner in the early 1960s, Molaison acquired the new skill of drawing a figure by looking at its reflection in a mirror (Corkin, 2002). Specifically, H. M. was asked to trace a 3rd star in the narrow space between 2 concentric stars while only looking at a reflection of his paper and pencil in a mirror. Like most people performing this task for the first time, he did not do well and went outside the lines about 30 times. Milner had him do this task 10 times on each day and saw that the number of errors he made went down for each trial after the first. H. M. made about 20 errors on the second trial, 12 errors on the third, and by the 10th trial on the first day he only made about 5 6 errors. Each time H. M. performed the task, he improved even though he had no memory of the previous attempts or of ever doing the task. On the second day, he made significantly fewer errors for each trial on average, and on the third day he made almost no errors for each trial. Milner concluded that the unconscious motor centers and parts of the brain responsible for procedural implicit memory such as the basal ganglia and cerebellum can remember things that the conscious mind has forgotten. These structures were intact in H. M.’s brain, and thus he was able to do well on this task after repeated trials. Further evidence for intact motor learning was provided in a study carried out by Corkin (1968). In this study, Molaison was tested on three motor learning tasks and demonstrated full motor learning abilities in all of them. Experiments involving repetition priming underscored Molaison's ability to acquire implicit (non conscious) memories, in contrast to his inability to acquire new explicit semantic and episodic memories (Corkin, 2002). These findings provide evidence that memory of skills and repetition priming rely on different neural structures than memories of episodes and facts; whereas procedural memory and repetition priming do not rely on the medial temporal structures removed from Molaison, semantic and episodic memory do (cf. Corkin, 1984). The dissociation of Molaison's implicit and explicit learning abilities along their underlying neural structures has served as an important contribution to our understanding of human memory: Long term memories are not unitary and can be differentiated as being either declarative or non declarative (Smith & Kosslyn, 2007).

Ғарыштық жады

Коркиннің (2002) сөздерінше, Молайсонның есте сақтау қабілеттерін зерттеулер кеңістіктік есте сақтау және кеңістіктік ақпаратты өңдеуге жауапты нейрондық құрылымдар туралы да түсінік берді. Жаңа эпизодтық немесе фактілік ұзақ мерзімді естеліктерді қалыптастырудағы жалпы қабілетсіздігіне, сондай-ақ кейбір кеңістіктік есте сақтау сынақтарындағы айқын бұзылыстарына қарамастан, Молайсон өзі тұратын үйінің топографиялық жоспарын өте толық түсіре алды. Бұл жағдай ерекше, себебі Молайсон операциядан кейін бес жыл өткен соң ғана үйге көшкен, демек, оның ауыр антероградты амнезиясы және басқа жағдайлардан алынған мәліметтерге сүйенсек, топографиялық естеліктерді игеру де бұзылуы мүмкін еді деп күтілген. Коркин (2002) Молайсонның "күнделікті бөлмеден бөлмеге жүріп, үйінің кеңістіктік жоспарын құрастыра алғанын" (156 бет) болжады.

Жадыны нығайту

Молайсонның адам жадының түсінуіне қосқан тағы бір үлесі – тұрақты ұзақ мерзімді естеліктерді қалыптастыруға жауапты естеліктерді консолидациялау процесінің нейрондық құрылымдарына қатысты (Eysenck & Keane, 2005). Молайсон уақыт бойынша градацияланған ретроградтық амнезияны көрсетті, яғни ол «балалық шақтағы естеліктерін еске түсіре алды, бірақ операцияға дейін болған оқиғаларды еске түсіруде қиындықтарға тап болды». Оның ескі естеліктері бұзылмады, ал операцияға жақын естеліктері бұзылған. Бұл оның балалық шақтағы ескі естеліктері медиалдық уақытша бөлікке тәуелді емес екенін, ал жақындағы ұзақ мерзімді естеліктері оған тәуелді екенін көрсетеді. MIT Дитрихтің мақаласындағы кейбір айыптауларға жол бермеді. Бұған жауап ретінде Диттрих Коркинмен жасаған сұхбаттың жазбасын ұсынды, онда ол Х.М. қатысты көптеген деректер мен файлдарды жойғанын айтты. 2016 жылдың 20 тамызында Коркинге қатысты сынға жауап ретінде екінші жол берілді, оның ішінде Коркин осы жазбадағы сұхбатта бұрын зертхана орналасқан жерін ауыстырғанда басқа файлдар мен деректерді тастағанын, ал уақытша «біз Х.М. материалдарын сақтап қалдық» деді. Психолог Стюарт Вайс осы дау мен Коркинге сынға жауап берген екі жүз ғалымның іс-әрекеті туралы жазады. Вайс олар Коркинге қорғауға асыққанда, «білім шеңберінен тыс мәселелерге қатысып» өздерінің сенімділігі мен беделін тәуекелге ұшыратты деп мәлімдейді. «Қол қойғандар өте жылдам жауап берді», NYT мақаласы жарияланғаннан кейін екі күн өткен соң, олар «жағымсыздықтың нақты талаптарынан» хабардар болған жоқ және қол қойғандардың өте азы «фактілер туралы тиісті білімге ие болуы мүмкін». Ғылымдағы консенсус маңызды, бірақ консенсус тақырыптың нақты біліміне негізделуі керек, «жақын әріптесті қорғауға» деген реакция ретінде емес.

Танымал мәдениетте

Баксендейл (2004) Кристофер Ноланның 2000 жылғы "Мементо" фильміне шабыттанғанда Молайсонның өмірін мысалға келтіреді, осының нәтижесінде фильмде алға қарайғы амнезия шынайы бейнеленген.