Мозг во сне

У себя в Массачусетском технологическом институте Мэтью Уилсон целыми днями наблюдает за тем, как спят крысы: «Меня спрашивают, что интересного в крысиных снах, а я отвечаю, что меня интересуют не крысы сами по себе, а то, как в снах выражается память и как это соотносится с нашим субъективным опытом». Студентом он изучал искусственный интеллект, но когда понял, что невозможно построить по-настоящему­ интеллектуального робота без понимания того, как функционирует мозг, то переключился с инженерной науки на нейробиологию. «Нам надо было разобраться, каким образом то, чем мы занимались днем, влияет на наши сны, как это в них проникает и что это дает нам — кроме возможности сделать очередную запись в “сонном дневнике”. Теперь мы понимаем, что такое влияние существует, что ночная активность мозга — это основополагающая часть обучения и формирования долговременной памяти», — говорит он.

Усмехаясь, Уилсон показывает на горы бумаг, которые громоздятся на всех возможных поверхностях в его кабинете: «Навести здесь порядок — задача невероятной сложности, перед мозгом стоит приблизительно такая же задача. В течение дня я могу урывками сортировать всю эту информацию, отбирать то, что стоит сохранить, раскладывать записи по файлам так, чтобы до них было удобно добраться, но все-таки куда эффективнее было бы заниматься этим после работы, когда меня никто не отвлекает». Он считает, что, когда разум засыпает, у мозга появляется замечательная возможность отфильтровать дневной опыт, оценить его относительную значимость, а затем отправить нужное в огромное хранилище предыдущего опыта — в долговременную память. Потому что в это время у нас нет необходимости вступать в отношения с внешним миром.

Убежденность Уилсона основана на эксперименте, в ходе которого ему привалила редчайшая удача воскликнуть «Эврика!» — такое восклицание можно считать высшей точкой карьеры любого ученого. Задавшись вопросом о том, как работает память, Уилсон решил, что куда удобнее проводить эксперименты на крысах, чем на людях, потому что крыс легче контролировать во время тех испытаний, которым он собирался их подвергать. К тому же он мог точнее анализировать как дневные, так и ночные реакции, поместив микроэлектроды в выбранные им клетки мозга.

Уилсон и его сотрудники натренировали крыс бегать по лабиринту в поисках аппетитно пахнувших шоколадом кусочков пищи. С помощью имплантированных в мозг животных сенсорных датчиков они постоянно регистрировали паттерн импульсов скоплений нейронов, отвечающих за ориентацию животных в пространстве. Нейроны, которые интересовали ученых, находились в гиппокампе — том участке мозга, который изначально задействован в консолидации памяти как у крыс, так и у людей.

Но они также фиксировали, что происходило в этих клетках, когда крысы спали, — и таким образом открыли то, что оказалось потряса­ющим ментальным воспроизведением полученного опыта. Когда спящие крысы входили в фазу REM и, как принято считать, видели сны, импульсы возникали в тех же скоплениях нейронов, что и при дневной беготне по лабиринту, — такая картина наблюдалась почти в половине из 45 зарегистрированных ими REM-фаз. А это, в свою очередь, подтверждало мысль Джонатана Уинсона о том, что биологическое назначение сновидений состоит в тренировке навыков выживания. Повторы импульсов были настолько точными, что Уилсон мог даже показать, какому именно месту в лабиринте соответствовал тот или иной импульс — где находилась крыса во время дневного своего путешествия и двигалась ли она в этот момент или стояла на месте. При этом путешествие крысы по лабиринту во сне занимало столько же времени, сколько занимало и путешествие наяву. «Это было потрясающее переживание — наблюдать, как животные в течение двух минут снова бегали по лабиринту. Но то был “бег в уме”, во время сна. Вряд ли когда-либо на мою долю выпадет переживание столь же волнующее! То, что я наблюдал, было не рассказом о памяти или моими догадками по поводу памяти: это была память в действии, зримая работа памяти. Чудо науки не в том, что она подтверждает гипотезу, — чудо происходит, когда получаешь данные, на которые и не рассчитывал», — говорит Уилсон.