Устройство памяти

Итак, позвольте мне подытожить, что мы сейчас знаем о процессах, происходящих при образовании следов памяти, а потом перейти к гораздо более интересному вопросу: почему они происходят и каково их значение? Конечно, нейробиологи не во всем согласны относительно биохимических деталей, и эти расхождения по меньшей мере столь же существенны для нас и столь же безразличны для остального мира, как вопрос о числе ангелов, умещающихся на острие булавки, в диспутах средневековых схоластов. Тем не менее опыты, проведенные в последние десятилетия на цыплятах, гиппокампе, аплизиях и многих других объектах, для описания которых мне просто не хватает места, выявили ряд важных общенейробиологических принципов. При обучении животных, когда они сталкиваются с незнакомой обстановкой или приобретают новый опыт, требующий изменить поведение для достижения какой-то цели, происходят изменения в совершенно определенных клетках центральной нервной системы. Эти изменения можно выявлять морфологическими методами с помощью световой или электронной микроскопии как стойкую модификацию структуры нейронов и их синаптических связей. Можно регистрировать их и в динамике, как временные локальные изменения кровотока и потребления кислорода нейронами в период обучения или вспоминания. Биохимические методы позволяют выявить каскад клеточных процессов, которые начинаются открытием ионных каналов в синаптических мембранах с последующим синтезом новых белков, инициируемым сложной системой внутриклеточных сигналов, и включением этих белков в мембраны дендритов, что и приводит к упомянутым морфологическим модификациям. И наконец, методами физиологии можно оценивать изменения электрических свойств нейронов, тоже связанные с модификацией структуры мембран.

Подобно многоголовой гидре, всякий экспериментально установленный факт порождает с десяток новых вопросов. Каждый день, отвечая на эти вопросы, я получаю новые знания по нейробиологии. Но что это дает для понимания памяти? Не похожа ли моя маниакальная погоня за этими ответами на всякое другое проявление одержимости, например стремление поскорее разгадать кроссворд в утренней газете?

Систематически проработав критерии, о которых я писал в главах 9-11, я теперь знаю, что наблюдавшиеся мною клеточные процессы необходимы для памяти в том смысле, что при их блокировании мои подопытные не помнят того, чему обучались; эти процессы также специфичны, по крайней мере в том смысле, что блокирование их, видимо, не сказывается на других сторонах поведения цыплят, во всяком случае на тех, которые я могу наблюдать. Я пока не вправе сказать, что они достаточны, так как может быть много других процессов, о которых я не подозреваю или которые не имел еще возможности изучить, но у меня нет сомнений, что я действительно наблюдаю энграмму — след памяти в мозгу. Далее, те виды морфологических изменений, которые мы нашли (см. гл. 10), т. е. образование новых шипиков на дендритах, увеличение числа и величины синапсов (все это находили и другие исследователи на других объектах), имеют смысл с теоретической точки зрения. Простейшая их интерпретация приводит к представлению о мозге как механизме хеббовского типа, в котором новая информация кодируется локальными изменениями эффективности синаптических связей, вроде того как это показано на рис. 6.1.

Сейчас имеются экспериментальные модели и нейробиологические методы для выявления этих процессов со все большей точностью и надежностью, и можно не сомневаться, что к концу текущего десятилетия, т. е. периода, который получил наименование «десятилетие мозга» (по крайней мере в США), начнут выясняться их тончайшие детали. Если прогресс биологии можно экстраполировать на будущее, то мы станем свидетелями открытия каких-то, по-видимому, универсальных принципов и тогда сможем осознать, что выраженная изменчивость биологического мира — это лишь бесконечное многообразие относительно второстепенных различий, смысл которых нам еще предстоит постигнуть; мы будем то удивляться необычной простоте, то преодолевать неимоверные сложности.

Например, ответ на вопрос, какие нейроны и в какой части мозга участвуют в запоминании событий, будет зависеть от того, чему обучается индивидуум. Мы еще не знаем, насколько универсальны происходящие биохимические изменения для разных видов памяти, которую психологи подразделяют на процедурную и декларативную, эпизодическую и семантическую. Может оказаться, что и другие различия, например между модальностями (между словесной и зрительной памятью и т.п.), находят отражение на клеточном уровне. Наконец, в разных областях мозга и группах клеток могут действовать разные медиаторы, не говоря уже об иных возможных отличиях в важных деталях биохимических и клеточных механизмов запоминания, свойственных тем или другим животным.