Революция в голове. Как новые нервные клетки омолаживают мозг

Начало конца бихевиоризма в 1949 году положил канадский психолог Дональд Хебб, выдвинув крайне влиятельную теорию о том, как обучение функционирует на структурном уровне. Хебб предположил, что в основе обработки информации мозгом лежит структурное укрепление связей между нейронами, когда они активны, и их ослабление или разрушение, когда они не используются. Это способ записывать информацию в сетях. По крайней мере, его теория сводилась к такой интерпретации физиологии мозга. Бихевиоризм еще не был повергнут, но уже начал трещать по швам: мозг теперь рассматривался не как черный ящик, а скорее как более или менее активный участник происходящего.

У Хебба еще не было возможности экспериментально проверить свою идею. Но он поставил опыт, который позже возымел большое влияние: взял на выходные домой несколько лабораторных крыс, которых держали для испытаний, и, как гласит предание, дал их своим детям поиграть. В смысле опытов над животными времена тогда еще были вполне спокойные. Ученый установил, что эти крысы впоследствии показали более высокие результаты в тестах на обучение. Коллега Хебба повторил исследование в контролируемых условиях и получил тот же результат. Так появились на свет опыты в обогащенной среде – в этой же традиции позже мы ставили свои эксперименты с нейрогенезом взрослых.

Такое быстрое и широкое воздействие неспецифических стимулов противоречило догме бихевиоризма. Здесь нельзя было выявить отчетливое контролируемое поощрение, и все же поведение животных изменилось. Хебб, должно быть, предполагал, что между его постулатом о пластичности и этими экспериментами есть связь, но у него еще не было методов и данных, чтобы явным образом соединить их.

Работы Хебба имели колоссальное влияние, но экспериментально продемонстрировать синаптическую пластичность как нейробиологический фактор удалось лишь в 1973 году. Блисс и Лёмо описали так называемую долговременную потенциацию (по-английски это явление называется long-term potentiation и общеизвестно под сокращением LTP)^{34}. После того как нейроны подвергли сильной электрической стимуляции, у следующих в цепочке нервных клеток в течение долгого времени наблюдали повышенное возбуждение. Соединение становилось более чувствительным, сеть в месте этого соединения – более возбудимой (см. рис. 18 на вклейке).

До сих пор не вполне ясно, действительно ли совпадение LTP и обучения по времени что-то значит. По-прежнему недостает некоторых кусочков пазла, а эти два явления, очевидно, протекают на разных уровнях. Но на простейших сетях можно показать, что этот механизм действительно действует. Даже самые примитивные сети способны обучаться. Это продемонстрировал, например, Эрик Кандель в своих революционных опытах на калифорнийском морском зайце (Aplysia californica) – у данного животного очень примитивная, легко поддающаяся исследованию нервная система и очень ограниченный репертуар поведения, но оно способно к обучению. Эксперименты Блисса и Лёмо, связанные с LTP, пришлись на 70-е годы и были большим событием в науке, но их сухой технический характер и кажущаяся оторванность от жизни помешали им повлиять на представления общественности.

Ноттебом со своими канарейками привел нас к смене парадигмы, можно сказать, окольным путем. Птицы казались чем-то вполне невинным. Они вызывали умиление, но были слишком далеки, чтобы порождать идеологические возражения. И конечно, в то время, на которое пришлись эксперименты Ноттебома и Голдмена, уже появились и другие основания поставить идеологию 50–70-х годов под сомнение.

Некоторая ирония есть в том, что в опытах, которые привели его к нейрогенезу взрослых, Альтман собирался сделать нечто очень похожее. Он хотел наглядно продемонстрировать деятельность мозга. Само по себе это не было таким уж резким «антибихевиористским» актом, поскольку бихевиористы не отрицали ее, а просто для верности совершенно ей не интересовались. Они игнорировали то, что уже стало понятно благодаря ЭЭГ Бергера: простой связи между входящим и исходящим сигналами не существует. Альтман занимался пространственной организацией, а не пластичностью. Но он также интересовался мозгом как основой разума и мышления. Он открыл пластическое явление, в некотором роде увенчавшее собой другие данные о пластичности, которые тогда уже начали появляться: по крайней мере в отдельных областях мозга, в большей или меньшей степени в зависимости от вида животного, гибкость и способность изменять форму развиты настолько, что могут возникать целые новые нейроны.