Адам Пиорей - Человек 2.0. Перезагрузка. Реальные истории о невероятных возможностях науки и человеческого организма

Для того чтобы это выяснить, Кандел и его команда методично подвергали воздействию электрических разрядов свои ансамбли нейронов, записывали, как изменяются с каждым разрядом электрические потенциалы нейронов, и выстраивали карту изменений клеточной архитектуры того синапса, который, по-видимому, делал возможным повышение электрического потенциала. Кандел подробнее описывает свои находки в книге «В поисках памяти?». Его группа продемонстрировала: воздействие единичного разряда на сенсорный нейрон, являющийся частью нейронного ансамбля, увеличивает содержание в синапсе двух особых химических веществ — циклического аденозинмонофосфата (АМФ) и протеинкиназы А. Это, в свою очередь, временно повышает чувствительность соседней нервной клетки к сигналам ее соседки. Собственно это и есть «мимолетная интрижка», о которой писал Лангрет.

А вот долговременные воспоминания, эти нейронные браки, как выяснилось, требуют реальной физической перестройки синапса, что навсегда [или, по крайней мере, очень надолго] увеличивает количество нейротрансмиттеров, выделяемых в пространство между этими двумя клетками всякий раз, когда сенсорный нейрон дает импульс. Эти изменения «структурны» по своей природе: чтобы синапс мог справляться с усилившимся сигналом, требуется добавить какой-то компонент постоянной инфраструктуры — в виде новых белков.

Канделовскому нейронному ансамблю требовалось целых пять внешних электрических разрядов, чтобы мог возникнуть подобного рода священный союз. Ученый показал: после пяти разрядов одно из двух веществ, выделяемых в районе синапса, направляется в клеточный «центр управления», т. е. в ядро одного из нейронов. Там само присутствие этого вещества оказывает словно бы некое магическое действие — «включает» некий ключевой ген, что приводит к целому каскаду химических реакций. Это как звук гудка, означающий, что обеденный перерыв на стройплощадке закончился: активация данного гена заставляет целую армию клеточных строителей и инженеров убрать свои коробки с едой, отправиться к синапсу и заняться созданием новых связей между двумя нейронами. На это требуется время.

Возможно (позже предположил Кандел в своей книге), электросудорожная терапия или сильный удар по голове нарушает консолидацию долговременной памяти из-за того, что подобное воздействие каким-то образом изгоняет с синаптической стройки всех этих клеточных мастеров еще до того, как они сумеют завершить свою работу.

Именно важнейшее открытие, сделанное Канделом в 1990 г., привело к старту гонки, целью которой было создание «лекарства для памяти». В ходе своих исследований Кандел заподозрил, что «включением» нужных генов, а стало быть, и этого «гудка», означающего конец обеденного перерыва, занимается, в частности, белок под названием CREB (cyclic АМР response element-binding protein, связывающий белок отклика на циклический АМФ). Когда в 1990 г. группа Кандела поняла, как блокировать CREB аплизии, она без особого удивления обнаружила, что при таком блокировании моллюск, судя по всему, утрачивает способность формировать новые долговременные воспоминания после того, как подвергнется пяти разрядам.

Было очевидно, что это открытие напрямую связано с возможностями создания «таблетки памяти». Нельзя ли искусственным путем помочь белку CREB выполнять свою работу? Позже Кандел предположил, что есть две разновидности молекул, особенно значимых для действия CREB: одно вещество «включает» ген, отвечающий за создание долговременной связи, или повышает его активность (это так называемый СRЕВ-активатор), а другое уменьшает активность этого гена или вообще «отключает» его (это так называемый СRЕВ-репрессор). Кандел заключил: возможно, соотношение между содержанием активатора и репрессора в ядре нервной клетки как раз и определяет силу долговременной памяти.

В своей книге ученый высказал такую гипотезу: в напряженном эмоциональном состоянии (скажем, когда человек попадает в автомобильную аварию или включает телевизор и узнаёт, что два самолета врезались в здания Всемирного торгового центра) те стрессовые гормоны, которые выявил Макгоф, могли бы запускать целый каскад химических процессов, которые заполняют ядро клетки молекулами, уменьшающими количество СRЕВ-репрессора (тормоза памяти) и увеличивающими количество CREB-активатора (регулятора, включающего память или усиливающего ее).

«Возможно, это объяснило бы появление так называемых воспоминаний-вспышек, — пишет Кандел. — Речь идет об эмоционально насыщенных событиях, которые мы помним в ярчайших подробностях… как будто эта картина мгновенно и целиком запечатлелась в нашем мозгу».

Точно так же, рассуждает Кандел, исключительная память, демонстрируемая такими людьми, как Соломон Шерешевский, «могла бы объясняться генетическими особенностями, подавляющими активность CREB-репрессора». Ученый пишет: «Хотя для формирования долговременного воспоминания обычно требуются повторяющиеся сеансы обучения, разделенные интервалами отдыха, иногда такое формирование происходит после однократного предъявления, которое не несет в себе эмоционального заряда».

Это очень вдохновляющая и даже в чем-то провокационная гипотеза. Ведь если секрет нашей памяти действительно заключается в соотношении концентраций CREB-активатора и CREB-репрессора, нам ничто не мешает создать препараты, которые будут влиять на это соотношение. Ничто не мешает решить, что мы все можем уподобиться Шерешевскому. Ничто не мешает поверить, что мы сможем изобрести «таблетку памяти».

И тут самое время вернуться к дрозофилам Талли.

* * *

В своей лаборатории в Колд-Спринг-Харбор Талли разработал метод тестирования памяти для своих дрозофил — столь же несложный и действенный, как нервные цепочки, которые составлял Кандел из нейронов аплизий. Талли подвергал подопытных насекомых воздействию двух запахов. При этом один запах всегда сопровождался неприятными ощущениями: когда муха начинала его чувствовать, Талли вскоре после этого подвергал бедняжку удару током (стандартная тренировка включала в себя 12 таких разрядов). Параллельно Талли учил своих подопечных, что второй аромат для них не опасен: после того, как он давал насекомым его понюхать, он не ударял их током. 12 раз подвергнув дрозофилу воздействию каждого запаха (то ударяя, то не ударяя их током — в зависимости от применяемого аромата), Талли помещал насекомое на дно Т-образного лабиринта. В дальних концах перекладины этой буквы Т находились источники двух запахов. Добравшись до развилки, насекомое должно было решить, куда ему двигаться.

Судя по всему, дрозофилам Талли потребовалось целых десять тренировок (по 12 разрядов в каждой), чтобы научиться избегать запаха, который сопряжен с электрическим разрядом, и направляться к нейтральному запаху — в другом конце верхней перекладины Т-образной конструкции. Но и в таких обстоятельствах их память оставалась далекой от совершенства: насекомые все-таки иногда летели не в ту сторону и получали удар током. Просто по прошествии десяти сеансов они, похоже, достигали предела своих возможностей по этой части.