Дик Свааб - Мы — это наш мозг. От матки до Альцгеймера

Обучение, по всей вероятности, основано на изменениях силы синаптических контактов. Видимо, упражнения порождают умение, усиливая связи между нервными клетками. Это основа памяти. Множество различных химических нейротрансмиттеров, которые содержатся в нервных клетках, воздействуют на синаптические контакты в различных структурах мозга, делая возможным осуществление разнообразных форм обучения, воспоминания, забывания, думания, являющихся продуктами нашего «духа». Моллюск аплизия обладает как кратковременной, так и долговременной памятью, которая, так же как у людей, требует повторных упражнений со спокойными фазами между ними. При кратковременной памяти, как в том случае, когда мы всего-навсего находим в телефонной книге номер, по которому хотим позвонить, изменяется лишь сила уже имеющихся синаптических контактов. Таким образом, происходит функциональное изменение. Объем кратковременной памяти сильно ограничен, у человека это менее 12 элементов; и если информация не повторяет ся, она сохраняется в памяти всего лишь несколько минут. Для долговременной памяти необходим синтез новых белков, чтобы могли возникнуть новые соединения между нервными клетками. Это уже структурное изменение, для чего необходима доставка глиальных клеток — астроцитов, и важнейшего горючего материала — молочной кислоты. Долговременную память можно сравнить с жестким диском компьютера, в котором надежно хранится накопленная информация. Кратковременную память можно сравнить с оперативной памятью, random access memory (RAM), памятью с произвольным доступом, где информация меняется ежесекундно, в зависимости от задачи или программы, которая активна в данный момент.

Сохранность недавней информации в памяти может быть нарушена из-за сотрясения мозга, кислородной недостаточности при остановке сердца, из-за лечения электрошоком при депрессии. Человек не может вспомнить ничего из того, что произошло в предшествующий период; состояние называется ретроградная амнезия. Поскольку позднее память может постепенно восстановиться, причиной дефекта, очевидно, является нарушение считывания информации, а не ее хранения в памяти. Через несколько лет сохраненная информация уже менее уязвима из-за причинения вышеуказанного ущерба. В конечном счете долговременная память хранит весь объем знаний и опыта индивидуума о мире и о самом себе.

Обучение ведет к структурным изменениям в мозге, как установил Сантьяго Рамон-и-Кахаль еще в 1894 году (см. эпиграф). Та часть головного мозга, которая управляет четырьмя пальцами левой руки профессиональных скрипачей, интенсивно упражнявшихся с самого детства, в несколько раз больше, чем у людей, не играющих на струнных инструментах. Видя, с какой скоростью «эсэмэсят» мои студентки, подозреваю, что область большого пальца в коре головного мозга у них куда больше, чем у меня.

Э. Кэндел расшифровал также молекулярные процессы, происходящие при изменениях силы синапсов и формировании новых синапсов, открыв новую область исследований в молекулярной биологии когнитивности. Он открыл молекулярные механизмы, с помощью которых информация благодаря упражнениям перемещается из кратковременной памяти в долговременную. Важную роль играет здесь гиппокамп (рис. 25). Кэндел показал, что сильное эмоциональное переживание проходит более короткий путь и фиксируется непосредственно в долговременной памяти. Миндалевидное тело (рис. 25) играет здесь ключевую роль. Сито ясно также, какова молекулярная основа обычного возрастного ухудшения памяти. Кэндел основал фирму, Memory Pharmaceuticals, которая, однако, до сих пор так и не выпустила на рынок идеальные таблетки, стимулирующие процесс обучения.

Незадолго до Нобелевской премии 78-летний Кэндел получил в Амстердаме премию Хейнекена. Во время ланча можно было слышать его по-прежнему заразительный смех. Через Стокгольм, после вручения ему Нобелевской премии, он отправился в Вену, где им был организован симпозиум, посвященный восторженному принятию Австрией национал-социализма. Он хотел заклеймить коллективное отрицание той роли, которую играла его родная страна в период нацизма. Кэндел, посвятивший свою научную деятельность исследованию памяти, с ужасом убедился, что австрийские школьники не имеют никакого понятия ни о Гитлере, ни о холокосте. При посещении Вены ему подарили в точности такую же игрушечную голубую машинку, какую нацисты украли у него, когда он был ребенком. Из его релятивистского комментария по поводу этого жеста следовало, что в конце концов он был рад, что той голубой машинке суждено было остаться в Вене: «Я попал в Соединенные Штаты, моя жизнь там была абсолютной фантастикой. И сейчас у меня „мерседес“».

Если память где-нибудь и находится, то повсюду.

Контакты между мозговыми клетками изменяются под влиянием того, чем они уже были заняты ранее. Таков код памяти и свойство каждой из клеток мозга. В этом смысле можно также считать, что память локализована повсюду в нервной системе. Но, разумеется, есть некоторые структуры мозга, которые в особенности заняты различными аспектами памяти. Функциональная томография дает знать, какие именно области мозга затронуты при выполнении определенных функций. Но данные, получаемые от пациентов с локальными повреждениями мозга, безусловно незаменимы, ибо показывают, какая именно мозговая структура действительно необходима для выполнения той или иной функции. Ценную информацию о функции различных частей коры больших полушарий в формировании памяти дают систематические исследования пациентов с пулевыми ранениями и другими повреждениями мозга, пациентов с болезнями мозга, а также проведение операций на мозге. Родившийся в Америке канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд (1891–1976) проводил электростимуляцию височной доли (рис. 1) у пациентов, остававшихся в сознании во время операции. У них сохранялись живые, подробнейшие воспоминания, в том числе и мелодии, которым они подпевали, когда находились в операционной.

Насколько важны для памяти височные доли мозга, стало вполне ясно только тогда, когда американский хирург Уильям Сковилл в 1953 году оперировал страдавшего эпилепсией пациента X. М. и удалил ему обе эти области мозга. Височные эпилептические припадки, возникшие после падения с велосипеда, после операции полностью прекратились, однако пациент совершенно утратил память. Он не мог выучить и запомнить ничего нового. Цифру 7 он мог удерживать в уме, только если повторял ее беспрерывно. Но стоило ему на мгновение отвлечься, и он уже не знал, что именно старался запомнить. Переход кратковременной памяти в долговременную, таким образом, совершенно отсутствовал. Когда Бренда Милнер, психолог, которая его наблюдала, после нескольких минут отсутствия снова вход ила в комнату, он уже не помнил, что она была здесь, и всякий раз восклицал: «Как давно я вас не видел!» Его собственная биография с момента операции закончилась. Он думал, что ему все так же около 30 лет; становясь старше, он не узнавал себя на фотографиях. Вплоть до своей смерти в 2008 году он полагал, что президентом Соединенных Штатов всё еще является Гарри Трумэн. После того как он переехал на другую квартиру, он неизменно возвращался к своему старому дому, так что его нельзя было выпускать на улицу без сопровождения.