Стивен Роуз - Устройство памяти. От молекул к сознанию

Подобно многоголовой гидре, всякий экспериментально установленный факт порождает с десяток новых вопросов. Каждый день, отвечая на эти вопросы, я получаю новые знания по нейробиологии. Но что это дает для понимания памяти? Не похожа ли моя маниакальная погоня за этими ответами на всякое другое проявление одержимости, например стремление поскорее разгадать кроссворд в утренней газете?

Систематически проработав критерии, о которых я писал в главах 9-11, я теперь знаю, что наблюдавшиеся мною клеточные процессы необходимы для памяти в том смысле, что при их блокировании мои подопытные не помнят того, чему обучались; эти процессы также специфичны , по крайней мере в том смысле, что блокирование их, видимо, не сказывается на других сторонах поведения цыплят, во всяком случае на тех, которые я могу наблюдать. Я пока не вправе сказать, что они достаточны , так как может быть много других процессов, о которых я не подозреваю или которые не имел еще возможности изучить, но у меня нет сомнений, что я действительно наблюдаю энграмму — след памяти в мозгу. Далее, те виды морфологических изменений, которые мы нашли (см. гл. 10), т. е. образование новых шипиков на дендритах, увеличение числа и величины синапсов (все это находили и другие исследователи на других объектах), имеют смысл с теоретической точки зрения. Простейшая их интерпретация приводит к представлению о мозге как механизме хеббовского типа, в котором новая информация кодируется локальными изменениями эффективности синаптических связей, вроде того как это показано на рис. 6.1.

Сейчас имеются экспериментальные модели и нейробиологические методы для выявления этих процессов со все большей точностью и надежностью, и можно не сомневаться, что к концу текущего десятилетия, т. е. периода, который получил наименование «десятилетие мозга» (по крайней мере в США), начнут выясняться их тончайшие детали. Если прогресс биологии можно экстраполировать на будущее, то мы станем свидетелями открытия каких-то, по-видимому, универсальных принципов и тогда сможем осознать, что выраженная изменчивость биологического мира — это лишь бесконечное многообразие относительно второстепенных различий, смысл которых нам еще предстоит постигнуть; мы будем то удивляться необычной простоте, то преодолевать неимоверные сложности.

Например, ответ на вопрос, какие нейроны и в какой части мозга участвуют в запоминании событий, будет зависеть от того, чему обучается индивидуум. Мы еще не знаем, насколько универсальны происходящие биохимические изменения для разных видов памяти, которую психологи подразделяют на процедурную и декларативную, эпизодическую и семантическую. Может оказаться, что и другие различия, например между модальностями (между словесной и зрительной памятью и т.п.), находят отражение на клеточном уровне. Наконец, в разных областях мозга и группах клеток могут действовать разные медиаторы, не говоря уже об иных возможных отличиях в важных деталях биохимических и клеточных механизмов запоминания, свойственных тем или другим животным.

И все же я с уверенностью утверждаю, что принципиальная общность клеточных процессов, лежащих в основе научения у животных, уже несомненна. Очень многое стало понятным. По меньшей мере половину своей жизни в науке я отдал исследованию мельчайших подробностей этих процессов, и я не вижу границ для дальнейшего проникновения в механизмы интимных взаимодействий на межклеточном и межмолекулярном уровнях. Каждый день работы в лаборатории — это новый эксперимент, результаты которого зачастую отрицательны или досадно неопределенны, но иногда все же приносят несказанную радость, когда удается с триумфом подтвердить правильность какой-нибудь микрогипотезы.

Я не знаю ничего, что могло бы сравниться с этим счастливым чувством, совмещающим в себе радость познания и эмоциональное удовлетворение. Критики науки, особенно новоиспеченные критики с позиций феминизма, нашли время проанализировать, как ученые-мужчины выражают этот восторг познания с преобладанием метафор из военной или сексуальной сферы. Оказывается, мы, исследователи, чаще всего говорим о победных битвах с природой, о ее покорении, о сбрасывании завесы и проникновении в сокровенные уголки. Унылый перечень таких метафор можно было бы начать с высказываний философа Фрэнсиса Бэкона в семнадцатом веке и продолжить до выражений физика Ричарда Фейнмана в двадцатом [3]. Я таких метафор не употребляю. Вместо этого я испытываю восторг перед логическим изяществом экспериментов, описанных в главе 11, и их итогами — разгадкой нескольких тайн, хотя мои чувства несколько омрачает мысль, что для этого пришлось оперировать цыплят, чего я хотел бы избежать при любой возможности. Тем не менее я убежден и, надеюсь, убедил и вас, что этот восторг не имеет ничего общего с сомнительным удовольствием от господства, военного или сексуального. Это скорее радость понимания, нахождения порядка в кажущейся сумятице, еще одного подтверждения слов Эйнштейна, что бог не играет в кости со Вселенной. Остается, однако, вопрос: что может дать понимание упорядоченного мира молекулярных процессов для объяснения богатой эмпирической феноменологии памяти?

Различные варианты хеббовского синапса как субстрата памяти представляют собой модели, находящиеся в полном соответствии с разными направлениями информационного подхода к функциям памяти, развиваемого нынешними разработчиками искусственного интеллекта — теоретиками параллельной обработки информации и нервных сетей (см. гл. 4). «Информация» в этом смысле действительно может сохраняться во взаимосвязанных нейронных сетях путем изменения эффективности синапсов. Это не просто математическое построение. Как я уже упоминал в главе 4, созданы компьютеры, способные обучаться и изменять свой ответ на выходе в результате приобретенного опыта [4].

И тем не менее что-то никак не удовлетворяет нас, когда о мозге говорят как об устройстве для хранения и переработки информации. Ограниченность такого понимания демонстрируют серии экспериментов с повреждением мозга, описанные в главе 11. Кажущийся парадоксальным результат первой серии состоит в том, что примерно через час после формирования следов памяти необходимые для этого области мозга, где в результате обучения произошли долговременные клеточные изменения, оказываются ненужными для вспоминания. Этот парадокс разрешается, если предположить, что следы динамичны и распределены между разными областями мозга.

Позвольте мне подробнее остановиться на примере, приведенном в главе 11. Представьте себе знакомую (для меня слишком знакомую) ситуацию, когда вы пытаетесь вспомнить имя человека, которого когда-то встречали, но оно как бы затерялось, хотя вы чувствуете, что нужно только его найти — оно «где-то здесь». Большинство из нас, оказавшись в таком положении и не зная каких-либо специальных мнемонических приемов, прибегает к самым разным стратегиям вспоминания: мы пытаемся представить себе лицо этого человека или обстоятельства встречи с ним, подыскать сходное по звучанию или рифмующееся с именем слово, припомнить, с какой оно начиналось буквы... Нет — похоже, но не совсем то! Иначе говоря, воспоминание сидит где-то у нас в голове, и к нему должны быть какие-то подходы. Пробуя разные пути, вы надеетесь в конце концов натолкнуться на ускользающее имя и вытащить его из глубины памяти. Нет никаких причин думать, что различные пути проходят через одну и ту же область мозга или даже одну группу нейронов, хотя между ними должна существовать какая-то связь.