Будущее мозга. Как мы изменимся в ближайшие несколько лет

Оптогенетика также используется для исследований механизмов формирования воспоминаний. Как мы уже упоминали в предыдущих главах, память не работает по принципу видеокамеры, точно записывая переживаемые события. Она представляет собой весьма пластичную и изменчивую когнитивную функцию, всегда готовую воспринимать и обрабатывать новые данные. Понимание того, как работают память и связанные с ней отделы мозга, является ключевым. С одной стороны, это позволяет нам четко определять проявление искажения памяти и иллюзий, представляющих собой симптомы различных когнитивных нарушений и таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, чтобы разрабатывать новые методы и стратегии лечения. С другой стороны, знания о функционировании памяти и формировании ложных воспоминаний имеют потенциальное применение для правовой системы, например, в отношении использования в качестве доказательств воспоминаний свидетелей.

В этой области исследований эксперимент с использованием оптогенетики, проведенный нейробиологом Сусуму Тонегава из Массачусетского технологического института, показал, как ложные воспоминания могут формироваться у грызунов, что лишний раз доказало пластичность функции памяти. В ходе эксперимента исследователи помещали грызуна в клетку, где животное чувствовало себя защищенным от неприятных стимулов, и, используя генетическую технику, помечали клетки мозга в области гиппокампа, где хранились воспоминания о пребывании в этом безопасном месте. На следующий день это же животное помещали в совершенно другую клетку, где оно получало отрицательные стимулы, и параллельно оптогенетическим методом при помощи света стимулировали те клетки мозга, которые активно работали, когда животное находилось в других условиях, то есть клетки, обладающие физическим представлением о безопасном контексте. Цель заключалась в том, чтобы опосредованно связать неприятный опыт с воспоминанием о первой клетке, где грызун чувствовал себя в безопасности. Некоторое время спустя животное снова поместили в первую клетку. Что же произошло на этот раз? Животное демонстрировало признаки страха вплоть до состояния оцепенения. Это позволило сделать вывод, что его мозг начал генерировать ложные воспоминания о негативном опыте в данной клетке, которого никогда не было. Несомненно, результаты всех этих экспериментов имеют трансцендентные клинические последствия. Но они также порождают новые вопросы и дебаты. Оптогенетика – это область, которая пока еще находится в разработке. Возможность манипулировать активностью определенных наборов нейронов с временными интервалами высокой точности значительно увеличила наши знания о мозге. Такие технологии могут революционизировать методы лечения неврологических и психических заболеваний. Тем не менее мы должны проявлять осторожность, чтобы не попасть в ловушку редукционизма в том, что касается наших выводов о работе мозга. Человеческий мозг является самым сложным органом во Вселенной, и мысли, чувства и поведение представляют собой результат его неустанной деятельности – активности порядка 100 000 миллионов нейронов, выстраивающих между собой взаимосвязанные сети. Знания о том, как работают отдельные нейроны или отдельные группы нейронов, недостаточно для того, чтобы объяснить, как функционирует человеческий разум. Сегодня людям под силу разобраться лишь в небольшой части того, что проявляется в результате организованной и скоординированной работы нейронных сетей в рамках определенного контекста, в котором находится человек. Поэтому крайне важно с ответственностью подходить к распространению информации о последних научных достижениях, не забывая указывать на их ограничения и избегать утверждений, не имеющих твердых доказательств, равно как и не допускать применения преждевременных разработок и методов на практике.

Технологии в сфере нейробиологии порождают новые философские дебаты, касающиеся фундаментальных вопросов. Если в будущем можно будет изменять умственную деятельность с помощью стимуляции мозга, возможно, перед людьми возникнут вопросы о собственной личности и о том, какую ответственность мы несем за свои действия.

Самым любопытным аспектом в механизме управления нейронами головного мозга при помощи света является момент его открытия. Как уже было сказано выше, оно стало возможным благодаря исследованию реакции на свет в клетках зеленых водорослей, проведенному Питером Хегеманном из Института Макса Планка в Германии. Примеры, подобные этому, лишний раз доказывают, насколько важно инвестировать в фундаментальную науку, даже если не всегда сразу очевидно, какие конкретные выгоды мы можем почерпнуть из них в будущем.

Новые приложения для проведения диагностики