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

Некоторые исследования направляют наше понимание физической природы памяти в весьма тревожное русло. В 2009 году ученые под руководством Шины Джосселин из Массачусетского технологического института специально удалили клетки в миндалевидном теле (амигдале) мыши, которые экспрессировали высокий уровень белка CREB во время выполнения учебной задачи [75]. В результате мышь забыла то, чему научилась. Энграмма была стерта. Развитие оптогенетики позволило исследователям еще эффективнее манипулировать памятью мышей. В лаборатории нобелевского лауреата Судзуми Тонегавы, микробиолога и профессора Массачусетского технологического института, в гиппокампе грызунов были созданы ложные воспоминания, заставляющие животное замирать в определенной части клетки, как будто ранее его там били током, хотя у него никогда не было такого опыта [76]. Группа также превратила неприятное воспоминание в позитивное, что привело к тому, что грызуна стало привлекать место, где ранее его били током. Значение энграммы было изменено [77]. Они даже активировали положительные энграммы в мозге мышей, что повлекло за собой модификации поведения, напоминавшие депрессию [78]. Другие ученые создали память с нуля, оптогенетически активируя как обонятельную луковицу, так и мозговые центры, отвечающие за вознаграждение и отвращение. В результате мышь помнила что-то о запахе, с которым никогда не сталкивалась [79]. Подобная точность может склонить нас к мысли, что в формировании памяти участвуют только конкретные единицы, которыми манипулировали в каждом из этих экспериментов. На самом деле за работой данных нейронов стоит невероятное количество других нервных клеток, которые вносят свой вклад в активность нейронной сети и порождают поведение.

Воспоминания часто бывают мультимодальными. Они включают место, запах, время, свет и многое другое.

Чтобы довести историю обучения до конца, исследователи недавно применили оптогенетику для активации нейронов, которые используют нейромедиатор дофамин. (Долгое время считали, что он связан с системой вознаграждения у позвоночных[227], кроме того, дофамин задействован в формировании зависимости). Экспериментаторы включали в клетке животного нейтральный свет [80]. Даже четырех односекундных активаций дофаминовых нейронов с интервалом в восемьдесят секунд было достаточно, чтобы вызвать у животного реакцию «павловского» обусловливания – оно впоследствии двигалось к свету, как только его включали. Условные рефлексы собак Павлова, по-видимому, функционировали точно так же.

За работой нейронов стоит невероятное количество разных нервных клеток.

Вся научно-исследовательская работа, иллюстрирующая, что воспоминания могут быть созданы, изменены и стерты, была проделана на генетически измененных мышах. Эти методы не могут быть использованы для изменения памяти у людей, хотя психологи заинтересованы в том, чтобы увидеть, как понимание процесса формирования памяти может быть перенесено в клиническую практику [81]. Однако более широкие этические последствия такого исследования затронули тех, кто участвовал в нем. В 2014 году одна статья была озаглавлена «Начало ложной памяти» в знак уважения к ошеломляющему научно-фантастическому фильму Кристофера Нолана 2010 года «Начало», в котором зритель никогда не был полностью уверен в том, что является реальным. Еще более уместной была бы отсылка к рассказу Филипа Дика 1966 года «Мы вам всё припомним», позже в измененном виде послужившему сюжетной основой для полнометражного фильма «Вспомнить все» (1990). В типично параноидальной истории Дика действие происходит в «не слишком отдаленном будущем», где скучающему клерку по имени Дуглас Куэйл (Куэйд в фильме) имплантировали фальшивые воспоминания о том, что он секретный агент, побывавший на Марсе. Эти воспоминания – и другие, вспыхивающие в его мозгу, включая заговор инопланетян с целью вторжения на Землю, – оказываются правдой. Или нет?

Исследование клеточной основы памяти говорит о том же самом, что многие психологические работы демонстрировали ранее: память податлива. Она не просто запись происходящих событий, это структура, и она может быть ложной. Но прежде всего у памяти есть материальная основа [83]. Мы нашли элементы энграммы, и они не похожи на память жесткого диска компьютера. Биологическая память богата, ненадежна, и ее элементы тесно взаимосвязаны, доступ к ней осуществляется по нескольким маршрутам, а не по одному адресу.

Биологическая память богата и ненадежна, а путь к ней строится по нескольким маршрутам.