Эрик Кандель - В поисках памяти: Возникновение новой науки о человеческой психике

Чтобы преодолеть барьер, отделяющий нынешнее положение нашей науки от того, к которому мы стремимся, в методологии исследований мозга должны произойти серьезные концептуальные изменения. Одним из таких изменений будет переход от изучения элементарных процессов (то есть отдельных белков, отдельных генов и отдельных клеток) к исследованию системных свойств (механизмов, в которых задействованы многие белки, сложные нейронные системы, работа всего организма и взаимодействие организмов и групп организмов друг с другом). Клеточные и молекулярные подходы, несомненно, будут поставлять нам важную информацию и в дальнейшем, но сами по себе они не позволят раскрывать тайны механизмов внутреннего представления окружающего мира в нейронных цепях и их системах, то есть на главных уровнях организации, связывающих клеточную и молекулярную нейробиологию с когнитивной нейробиологией.

Для разработки подхода, который позволил бы связать сложные когнитивные функции с нейронными системами, нам придется перейти на уровень нейронных цепей, а также определить, как те или иные формы активности в различных нейронных цепях соединяются друг с другом, образуя единое связное представление. Для изучения механизма восприятия и извлечения из памяти сложных ощущений нам потребуется определить, как устроены нейронные сети и как внимание и осознание регулируют и перестраивают в них работу нейронов. Поэтому биологам придется сосредоточиться на исследованиях с людьми и другими приматами как наилучшими модельными объектами. Для этого нам понадобятся методы функциональной томографии, разрешение которых позволит отслеживать активность отдельных нейронов и нейронных сетей.

Эти соображения заставили меня задуматься о том, какими вопросами я стал бы заниматься, если бы заново начал научную работу. Научная проблема, которую я считаю достойной исследования, должна удовлетворять двум условиям. Во-первых, дать мне возможность открыть новую область, работа в которой займет меня на долгое время. Мимолетным романам я предпочитаю долгие отношения. Во-вторых, мне нравится заниматься проблемами, которые находятся на стыке двух или большего числа дисциплин. Имея это в виду, я выделил три вопроса, которые меня особенно привлекают.

Во-первых, мне бы хотелось разобраться в том, как осуществляется бессознательная обработка сенсорной информации и как осознанное внимание направляет те механизмы, которые обеспечивают закрепление памяти. Только после этого мы сможем в терминах, имеющих биологический смысл, переформулировать теории осознанных и неосознанных противоречий и памяти, выдвинутые Фрейдом в 1900 году. Мне запала в душу идея Крика и Коха о том, что избирательное внимание важно для нас не только само по себе, но и как один из самых прямых путей к сознанию. Мне хотелось бы разработать редукционистский подход к проблеме внимания, сосредоточившись на механизме, благодаря которому клетки гиппокампа создают долговечную пространственную карту только тогда, когда животное обращает внимание на окружающую среду. Какова природа этого прожектора внимания? Каким образом он обеспечивает первоначальную кодировку запоминаемого во всей системе нейронных цепей, задействованных в работе пространственной памяти? Какие еще регуляторные системы мозга, помимо дофаминовой, обеспечивают концентрацию внимания и как они это делают? Используют ли они для закрепления клеток места и долговременной памяти прионный механизм? Было бы, конечно, неплохо исследовать эти процессы и у людей. Каким образом внимание позволяет мне совершать мысленные путешествия во времени, вновь и вновь попадая в нашу маленькую квартирку в Вене?

Второй интересующий меня вопрос, связанный с предыдущим, касается взаимоотношений наших бессознательных психических процессов с сознательными. Идея, что мы не осознаем значительной части нашей психической жизни, впервые выдвинутая Германом Гельмгольцем, играет ключевую роль в психоанализе. Фрейд дополнил ее другой интересной идеей – что, хотя мы и не осознаем большей части своих психических процессов, наше сознание может получать доступ ко многим из них путем концентрации внимания. Исходя из этих представлений, которые сегодня разделяет большинство нейробиологов, наша психическая жизнь по большей части бессознательна и становится сознательной только в форме слов и образов. Томографические исследования мозга могут позволить нам связать психоанализ с анатомией мозга и нейрофизиологией, выяснив, как нарушаются эти бессознательные процессы в патологических состояниях и как психотерапия может исправлять эти нарушения. Учитывая важность бессознательных психических процессов, очень обнадеживает мысль о том, что современная биология в состоянии многое рассказать нам о них.

Наконец, мне нравится идея использовать молекулярно-биологические методы для того, чтобы связать область моих исследований (молекулярную биологию психики) с той, которой занимается Дениз (социологией), и получить на их основе практическую молекулярную социобиологию. Несколько исследователей уже сделало замечательные первые шаги в этом направлении. Генетик Кори Баргманн, работающая сейчас в Рокфеллеровском университете, изучила две разновидности червя Caenorhabditis elegans, которые отличаются друг от друга пищевым поведением. Одна из них ведет одиночный образ жизни и в одиночку ищет себе пропитание. Другая социальна, ее представители добывают пищу совместно. Генетически они отличаются лишь единственной аминокислотой в белке-рецепторе, который в остальном совершенно одинаков у обеих разновидностей. Внедрение гена этого белка от социального червя одиночному приводит к превращению одиночного в социального.

Ухаживание у самцов дрозофилы представляет собой инстинктивную форму поведения, для которой необходим особый белок, называемый бесплодным. Этот белок существует в двух немного разных формах: одна свойственна самцам, другая – самкам. Эбру Демир и Барри Диксон сделали замечательное открытие: если свойственная самцам форма этого белка синтезируется у самок, такие самки ухаживают, подобно самцам, за другими самками – или за генетически модифицированными самцами, которые выделяют характерное для самок пахучее вещество (феромон). Впоследствии Диксон установил, что ген бесплодного белка требуется для развития системы нейронных цепей, устройство которой обеспечивает ухаживание и половое предпочтение.

Итальянский нейробиолог Джакомо Риццолатти открыл, что, когда обезьяна совершает кистью руки некоторое действие, например кладет себе в рот арахис, в ее премоторной коре активируются определенные нейроны. Примечательно, что те же нейроны активируются, когда обезьяна только наблюдает за тем, как другая обезьяна (или даже человек) кладет себе в рот еду. Риццолатти назвал такие нейроны зеркальными и предположил, что их открытие приближает нас к пониманию нейронных механизмов подражания, распознавания, сопереживания, а возможно, также и способности имитировать издаваемые звуки – то есть психических процессов, без которых люди не могли бы общаться друг с другом. Вилаянур Рамачандран получил данные о существовании подобных нейронов и в премоторной коре людей.