Беседы о бионике

К началу 1960 г. Хиден и его коллеги накопили огромный экспериментальный материал, множество поразительных данных. Опыты ставили на кроликах, крысах и других животных. Некоторых животных подвергали обычной стимуляции, в частности вращали на центрифуге, других приучали выполнять определенные задачи. Так, например, в деревянную клетку помещали крыс, которые должны были добывать себе корм несколько необычным способом. На высоте около метра в ней установили маленькую платформу с кормушкой, к которой вела стальная проволока. Крысы должны были научиться карабкаться по проволоке, чтобы добыть себе пищу. После четырехдневной тренировки вестибулярный аппарат, ведающий равновесием тела животных, к которому при добывании корма предъявлялись весьма высокие требования, стал справляться с трудной задачей — крысы научились удерживаться на проволоке. После этого животных умерщвляли и исследовали ту часть их мозга, которая была "ответственна за равновесие". Изучение нервных клеток вестибулярного аппарата крыс-"канатоходцев" привело к интересным результатам. Было установлено, что возбуждение, вызванное обучением животных новым навыкам, значительно повышает выработку РНК в нейронах головного мозга, которые и без того содержат больше РНК, чем любые другие клетки тела. Кроме того, с повышением активности РНК в нейроне она снижалась в связанных с ним глиальных клетках, и наоборот. Таким путем выяснилось, что глиальные клетки, которые до этого считались не более чем опорно-изолирующими структурами для нейронов, на самом деле активно с ними связаны. Когда активность нейрона достигает своего максимума, нейроглия снабжает его дополнительной РНК и соединениями, богатыми энергией; когда нерв "успокаивается", нейроглия пополняет свой собственный запас РНК.

Самое же важное в результатах Хидена состояло в том, что при экспериментальном возбуждении головного мозга той или иной формой учебных упражнений в нем не только повышается выработка РНК, но изменяется и ее состав: небольшая часть этой РНК отличается последовательностью оснований или химическим составом от любой РНК, обнаруживаемой в нейронах "необученных", контрольных животных. В этих видоизмененных молекулах РНК, очевидно, и закодированы вновь приобретенные знания — к такому заключению пришел ученый.

Своими открытиями Хиден, в сущности, подвел первый физический фундамент под молекулярную, химическую теорию памяти. Согласно этой теории, импульсы, приходящие в мозг, изменяют электрические цепи, которые всегда существуют между нервными клетками — нейронами. При этом нарушается ионное равновесие внутри клетки, что и влияет на РНК, точнее сказать, на ее основания. Иногда они меняют свое местоположение, что соответствует фазе переходной памяти. Меняется и сама РНК — программа, по которой в клетке синтезируется соответствующий белок. Меняется и сам белок. Так РНК и белок совместно создают постоянные следы памяти внутри клеток коры головного мозга. Во время воспоминаний сигналы поступают в те мозговые клетки, где уже хранится информация. Происходят сложные реакции, в нервных клетках наступает разряд, в результате чего из кладовых "выдается" запасенная информация. Следы памяти образуются во многих клетках мозга. Поэтому-то и невозможно найти в мозгу какое-либо одно место, где хранится память.

Итак, по Хидену, запоминание происходит на молекулярном уровне. А нейронные цепочки — это только вспомогательный аппарат памяти, "собирающий" блоки памяти. Как видите, разница между электрической и химической теориями памяти весьма существенна.

Гипотеза Хидена о том, что память содержится в молекуле, вызвала настоящий взрыв экспериментов. Некоторые исследователи полагали, что самые прямые опыты должны состоять в том, чтобы перенести молекулы РНК из мозга обученных животных в мозг необученных и наблюдать результаты. Американский психолог Мак-Коннел выбрал для своих опытов планарий — крохотных водяных червячков. Их приучали к тому, что одновременно со вспышкой света наступит раздражение — электрический укол. После нескольких сочетаний укола и вспышек у червей вырабатывался оборонительный рефлекс: достаточно было только вспышки света, и тело планарий тотчас же сокращалось. Добившись такого "запоминания", экспериментатор растолок в ступке "обученных червей" (причем настолько тщательно, что о сохранении каких-либо клеточных структур не могло быть и речи) и полученной массой кормил планарий, ничего не "знающих" ни о вспышке света, ни об электрических уколах. В 1962 г. Мак-Коннел опубликовал сенсационное сообщение, в котором писал, что его "образованные" черви, будучи изрублены и скормлены "необученным" червям, передали им свою приобретенную способность. Последние вдвое быстрее, чем их предшественники, научились реагировать на световой сигнал. Иными словами, "необученных" червей накормили памятью!