Стивен Роуз - Устройство памяти. От молекул к сознанию

Все это выглядит довольно просто, но скрывает массу сложностей. Очень трудно оказалось подобрать подходящее наркотизирующее средство, которое не мешало бы поддерживать жизнь цыпленка в течение нескольких часов. Другая сложность состояла в интерпретации электрических сигналов и отделения их от посторонних «шумов». Каждый отдельный эксперимент может занять много часов, так как требует предварительной подготовки животного и аппаратуры; поэтому нейрофизиологи в еще большей степени, чем другие известные мне лабораторные исследователи, склонны трудиться по ночам (во всяком случае, когда работают над диссертацией) и плохо приспособлены для нормального человеческого общения.

Моя роль в этом эксперименте была несложной. Я только предлагал цыплятам клевать бусину, смоченную метилантранилатом или водой, и потом передавал их Роджеру, а тот исчезал с ними в нейрофизиологической лаборатории и много часов спустя выныривал с ворохом записей, которые начинал анализировать. До завершения первой серии экспериментов я не говорил ему, к какой группе принадлежит тот или иной цыпленок (это обычная практика в нашей лаборатории: по возможности, особенно если опыт проводят два сотрудника, мы стараемся работать «вслепую» до завершения анализа полученных данных, чтобы избежать подсознательной предвзятости в оценке). После регистрации данных для шестнадцати птенцов Роджер сообщил, что выявил закономерные различия между ними, столь значительные, что может подразделить всех цыплят на две группы без моей подсказки. Когда я попросил его сделать это, он правильно определил 14 цыплят из 16.

Как мы и ожидали, во всех случаях регистрировался постоянный «фон», отражавший спонтанные разряды нейронов IMHV. Но на этот фон накладывались кратковременные «вспышки» высокочастотной активности — ритмического синхронного возбуждения целых ансамблей клеток (рис. 10.10). Эта активность у цыплят, клевавших бусину с метилантранилатом, была выражена намного (иногда вчетверо) сильнее, чем у контрольных особей, клевавших бусину, смоченную водой. Превышение могло сохраняться на протяжении суток после тренировки. Все это действительно несколько напоминало эффект ДВП, только вызывалось не искусственным пропусканием тока, а приобретенным поведенческим опытом [22]. Возможно, что существует и полная аналогия: спустя пару лет другим исследователям удалось получить ДВП-подобные явления при стимуляции срезов IMHV in vitro [23]. Чтобы окончательно убедиться в специфичности «вспышек», мы с Роджером повторили опыт, используя описанную выше индукцию амнезии электрошоком.

Рис. 10.10. Пульсирующая активность нейронов IMHV. Запись активности группы нейронов IMHV у наркотизированного цыпленка. По вертикальной оси отложены потенциалы, по горизонтальной — время. Можно видеть интенсивную фоновую активность с довольно низкой амплитудой и высокочастотный разряд с амплитудой до 300 микровольт. Такая пульсирующая активность резко усиливается после обучения.

И снова ритмические вспышки, подобно биохимическим и структурным изменениям, отмечались только у тех цыплят, которые помнили усвоенную задачу [24].

Итак, для того чтобы в мозгу цыпленка сформировалась ассоциативная связь между клеванием бусины и горьким вкусом, приводящая к стойкому изменению поведенческой реакции, в определенной области переднего мозга должен произойти ряд последовательных событий. Эти события завершаются структурной модификацией синапсов и дендритов, и в итоге проявляются также в изменении электрических свойств клеток, в частности в характере их ритмической активности на протяжении нескольких часов после обучения. Все это, видимо, удовлетворяет шестому критерию.

Таким образом, узнал ли я, наконец, как и где образуются у цыплят следы памяти? Отчасти, уважаемый читатель, только отчасти. Вся эта биохимия и нейрофизиология, все структурные изменения — прекрасны: десять лет славной экспериментальной работы, внесшей некоторый порядок в кажущийся хаос живого мира. Я чувствую, что меня не ввели в заблуждение артефакты и что я правильно интерпретировал свои результаты, хотя даже мне самому, не говоря уже о посторонних критиках, ясно, что, анализируя цепь событий, я формально не подтвердил еще наличия всех необходимых биохимических звеньев. Некоторые из моих доводов балансируют на той опасной грани, где исследователя подстерегает классическая ловушка «post hoc ergo propter hoc», хотя из того, что фосфорилирование предшествует синтезу гликопротеинов, не следует автоматически, что последний зависит от первого. Однако это, вероятно, не самый существенный вопрос. Гораздо важнее выяснить, действительно ли, даже без всей этой биохимии, память — столь простой механический процесс, незамысловатое связывание нейронов в новую сеть в IMHV, нечто вроде переключения элементов компьютера. Значит ли это, что прав был Хебб? Специфичны ли обнаруженные мною эффекты для кур и даже только для цыплят, запоминающих горький вкус бусины, или же я могу с полным правом утверждать, что они иллюстрируют какие-то общие принципы формирования следов памяти? Не должен ли удивлять сам масштаб наблюдавшихся явлений? Четырехкратное усиление ритмической активности, 60%-ное увеличение числа шипиков на дендритах — и все это только для того, чтобы запомнить маленькую бусинку? Если такое будет случаться всякий раз, когда курице придется что-то запоминать на протяжении всей ее жизни, то где в ее крошечном мозгу найдется место для всех этих синаптических перестроек?

Если бы сам я не пытался ответить на такие вопросы, их, несомненно, поставил бы кто-нибудь другой. Правда, моя повседневная лабораторная работа проходит в мире артефактов, создаваемых техническим оснащением. У меня нет возможности непосредственно наблюдать природу хотя бы на примере моих цыплят. Подобно всем научным данным, мои данные на самом деле не что иное, как результаты регистрации измерений, записи на бумажных лентах, цифры на шкале или экране приборов (философ-позитивист и физик Эрнст Мах в начале века назвал такие наблюдения «показателями стрелок», я манипулирую ими, пытаясь понять их значение, а поняв, произвожу обратную экстраполяцию, чтобы сделать выводы о поведении молекул, клеток и организмов в реальном мире. Вместе с тем меня совершенно не трогает текущая полемика в кругах философов и социологов относительно статуса реализма и науки. Я придерживаюсь того, о чем уже писал раньше; это правда о том, что я наблюдал в изучаемой мною материальной вселенной. Всякий, кто возьмется организовать такую лабораторию, как моя, и провести те же эксперименты, получит сходные результаты, ибо они не плод тайного искусства или трюкачества, и наука, по мнению страстно приверженных ей философов — это все же публичное знание. Но то, что описано мною, — это правда в моем истолковании, и люди, получившие от меня новое знание, должны будут усвоить и мои представления (или по крайней мере значительную их часть) о том, как следует его интерпретировать. К тому же это не вся правда: описание экспериментов избранным мною способом (как я говорил в начале этой главы) является лишь логическим вариантом подачи материала, еще не получившим достаточного теоретического обоснования. Это был риторический прием, хотя и необходимый (как убеждают меня мои друзья-литераторы, потому что именно так распространяется научное знание), но все же риторический прием. Теперь позвольте мне начать новую главу и поведать еще одну историю.