Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

Сложность гиппокампа можно усмотреть в интригующей связи между когнитивными картами, которые он содержит, и его ролью в формировании эпизодических воспоминаний. Древнегреческий метод запоминания большого количества информации заключался в том, чтобы представить, как мы помещаем запоминаемую вещь в определенную комнату во «дворце памяти». Возможно, именно это мы и делаем постоянно с помощью гиппокампа, когда изучаем и запоминаем нечто новое. Обонятельная информация также может быть закодирована гиппокампом, через энторинальную кору[217]. Здесь может скрываться объясние, как запахи способны не просто вызвать воспоминание о событии, а буквально переносить человека в то место, где оно произошло. Данное явление похоже на то, что испытывали пациенты Пенфилда во время электрической стимуляции [45]. Из-за повреждения гиппокампа Генри Молисон не мог точно сравнить два запаха или определить обычную пищу, используя обоняние. Также ему было трудно читать карту [46]. У людей обонятельное восприятие и пространственная память тесно переплетены, это явление основано на деятельности гиппокампа и лобных долей [47].

Из-за повреждения гиппокампа Генри Молисон не мог точно сравнить два запаха или определить пищу, используя обоняние.

Несмотря на очевидную степень локализации, выявленную упомянутыми исследованиями, они мало что рассказали о том, как мозг работает на клеточном уровне и уровне цепочек нейронов, а также о том, какие вычисления могут выполняться нейронными сетями. Ученым пришлось довольствоваться распределением общих функций по различным областям, содержащим миллионы клеток, созданием функциональных карт, в которых идентичность компонентов основана прежде всего на детальной анатомии, а не на выявленной функции отдельных клеток или даже активности их больших скоплений [48]. Проведенные исследования так и не объяснили, как именно работает память.

* * *

В 1957 году молодой ученый из Национального института психического здоровья (NIMH) в Бетесде, недалеко от Вашингтона, натолкнулся на статью Милнера и Сковилла, описывающую влияние операций Сковилла на Г. М. и других несчастных пациентов. Как молодой человек позже вспоминал, он был настолько впечатлен ей, что в одно мгновение «вопрос о том, как в мозге хранятся воспоминания, стал для меня ближайшим значимым научным вопросом» [49]. Его звали Эрик Кандель, и ему не было еще и двадцати восьми лет. Начитанный интеллектуал, он получил степень по истории и литературе в Гарварде, прежде чем обратиться к медицине, и всю жизнь интересовался психоанализом. Кандел помог создать современное понимание того, как изменяется активность нейронов во время обучения. Работа исследователя была отмечена Нобелевской премией в 2000 году[218].

Изучив электрофизиологическую активность нейронов в гиппокампе кошки, Кандель вскоре понял: чтобы добраться до сути интересующих его клеточных изменений, потребуется гораздо более простая система, чем мозг позвоночных. Он нашел решение и подсказку в работе двух исследователей из группы Эдриана в Кембридже – Алана Ходжкина и Эндрю Хаксли. В 1952 году они раскрыли физиологию потенциала действия – как нейрон посылает свое сообщение – и, наконец, представили решающее доказательство теории, которая развила и расширила идеи Бернштейна начала века. Работа Ходжкина и Хаксли была прервана войной. Но как только военные действия закончились, они смогли показать, что потенциал действия (электрический импульс) осуществляется через кратковременные изменения проницаемости мембраны нейрона, которая, в свою очередь, влияет на концентрацию ионов натрия и калия, что приводит к волне деполяризации[219], быстро проходящей по клетке [50]. Ученые также выдвинули верное предположение, что крошечные поры внутри мембраны – ионные каналы – позволяют увеличивать мембранный потенциал для ионов натрия. В 1963 году Ходжкин и Хаксли получили Нобелевскую премию за свою работу, разделив награду с Экклсом.

Для Канделя то, как Ходжкин и Хаксли сделали свое открытие, было столь же важно, как и его суть. Их работа проводилась не в подвальной лаборатории Эдриана в Кембридже, а в лаборатории морской биологии в далеком Плимуте – Ходжкин и Хаксли изучали реакции гигантских аксонов кальмара и каракатицы. Эта система, которую впервые начал изучать Дж. З. Янг в 1930-х годах, состояла из гигантских нейронов, которые можно было подробно изучить.

Урок, давно известный физиологам, состоял в том, что, чтобы разобраться в фундаментальных процессах, следует выбрать простую систему, которая даст четкие ответы.