Стивен Роуз - Устройство памяти. От молекул к сознанию

В восьмидесятые годы результаты наших экспериментов так хорошо согласовались с представлениями о каскаде клеточных процессов, что мне на ум снова и снова приходил мой пятый критерий: удаление анатомического участка, в котором происходят биохимические, клеточные или физиологические изменения, должно препятствовать образованию следов памяти и/или вспоминанию в зависимости от того, когда по отношению к времени тренировки произведено удаление.

Для этого были три причины. Во-первых, я знал, что нам нужно будет провести соответствующий эксперимент, который потребует освоения совершенно новых методов. Во-вторых, я не мог без волнения думать о возможных результатах. И наконец, в-третьих, как я говорил раньше, меня всегда тревожила эстетическая и отчасти даже моральная сторона опытов, связанных с травмированием живых существ, а также проблема интерпретации получаемых данных. Эту проблему мне рано или поздно придется решать. В 1988 году Сэри Дейвис, бывший студент Габриела Хорна, работающий сейчас в Лондоне, опубликовал статью об экспериментах с повреждением левого и правого IMHV у цыплят. Он производил операцию в день их вылупления, а на следующий день обучал пассивному избеганию; после этого они клевали бусину, проявляли недовольство ее вкусом и во всем остальном вели себя нормально, однако у них обнаруживалась амнезия: они вторично клевали горькую бусину [I] [34]. Нечто в этом роде наблюдал и сам Габриел при изучении импринтинга. Всего этого можно было ожидать, исходя из биохимии, морфологии и нейрофизиологии IMHV после обучения, но мы должны были провести более систематические эксперименты. Я решил уделить этому большую часть 1989 и 1990 годов, так как получил исследовательский грант, позволивший мне намного сократить объем преподавательской и административной работы. Ниже излагается история этих двух лет с их итогами.

Мы смогли воспроизвести результаты Сэри, а потом продолжить исследования на их основе благодаря приезду в лабораторию двух очень разных физиологов, уже имевших ученую степень, — Терри Паттерсон и Дейва Гилберта. Терри только что защитила диссертацию, работая на цыплятах с Марком Розенцвейгом в Беркли. Карьера Дейва после получения степени в Бирмингеме была не совсем гладкой, и к тому времени, как я получил субсидию, он явно недоиспользовал свои возможности в качестве доктора философии, перебиваясь мытьем витрин, поскольку получить деньги на научную работу в Англии восьмидесятых годов было довольно трудно. Практически с момента появления Терри и Дейва в лаборатории между ними возникла личная неприязнь, но и как экспериментаторы, и в теоретическом плане они составляли великолепную пару. Мы спланировали эксперименты так, чтобы один производил повреждение мозга, второй обучал цыплят, не зная о характере повреждения, а третий (обычно это был я) проводил последующие испытания, опять-таки не зная о сделанном двумя другими.

Мозг повреждали так же, как в нейрофизиологических экспериментах. Цыпленка наркотизировали и стереотаксически вводили в мозг электрод (тонкую проволочку) так, чтобы его кончик оказался в нужном месте. После этого пропускали ток, разогревавший кончик электрода. Под действием повышенной температуры (или высокочастотных колебаний) клетки вокруг электрода погибали; размеры повреждения контролировали, изменяя силу тока и продолжительность воздействия. Затем электрод извлекали, кожу на голове зашивали и цыпленку давали возможность оправиться от наркоза в течение ночи. Для оценки влияния самой операции и наркоза в каждой подопытной группе имелись цыплята, подвергавшиеся «ложной» операции: с ним проделывали все, что и с остальными, но через электрод не пропускали ток. Все это тонкая работа, но при необходимых навыках за рабочий день можно прооперировать до дюжины цыплят. Они хорошо переносили операцию и наркоз: придя в себя, цыплята с поврежденным IMHV или LPO выглядели совершенно нормальными и не отличались ни от ложно оперированных, ни от интактных контрольных особей. После оценки поведения цыплят забивали, а поврежденные участки мозга исследовали под микроскопом. Как и в других случаях, для получения статистически достоверных результатов эксперимент многократно повторяли, чтобы в каждой опытной (не контрольной) группе насчитывалось двенадцать или более цыплят. При четырех рабочих днях в неделю (это дни, когда вылупляются цыплята) с учетом времени, затрачиваемого на ложные операции и на проверку локализации повреждений, для получения одной серии результатов требуются примерно три недели; практически же на это уходит около месяца, поскольку что-то всегда идет не так: то цыплята не вылупляются, то нужно идти на какое-то заседание и т.п. [35].

Потратив нужное число месяцев и сделав достаточно ошибок, чтобы освоить методику повреждения мозга, мы смогли приступить к первому этапу — к проверке результатов Сэри. В начале 1989 года мы подтвердили их. Сомнений быть не могло: цыплята с поврежденным IMHV явно обучались пассивному избеганию, т. е. клевали горькую хромированную бусину, так же, как их ложно оперированные собратья, трясли головами, ощутив ее вкус, и отворачивались при повторном предъявлении. Но спустя несколько часов при вторичном испытании они полностью забывали приобретенный опыт и клевали сухую бусину столь же энергично, как и контрольные цыплята, которым раньше давали бусину, смоченную водой. Таким образом, повреждение мозга не влияло на поведение птенцов (клевание бусины), на чувство вкуса или общую подвижность — они лишь не помнили, что следует избегать бусин определенного вида. Теперь нужно было пойти дальше Сэри и производить одностороннее повреждение. И снова мы получили ожидавшийся результат. У цыплят с поврежденным левым IMHV реакция избегания отсутствовала, а при правостороннем повреждении полностью сохранялась. Все было нормально — в полном соответствии с прогнозом, основанным на ранее полученных данных, и с пятым критерием, для запоминания необходим был левый, но не правый IMHV (рис. 11.1).

Рис. 11.1. Повреждение IMNV. На этом и следующих рисунках затемненные участки — места повреждения.

По логике нашего подхода следовало теперь проверить, что произойдет, если повредить мозг после обучения. Это можно было сделать не раньше чем через час, так как иначе на результатах испытаний могло бы сказаться действие наркоза. К нашему удивлению, даже двустороннее повреждение мозга спустя час после обучения не приводило к амнезии. Итак, первый парадокс: для запоминания необходим интактный левый IMHV, но коль скоро цыплята уже усвоили задачу (по крайней мере в первый час после обучения), IMHV оказывался ненужным [2].