В поисках памяти: Возникновение новой науки о человеческой психике

Время от времени, после бокала-другого вина, Стив пускался в откровенные разговоры о высшей нервной деятельности, обучении и памяти, но он говорил мне, что на трезвую голову эти проблемы казались ему слишком сложными, чтобы браться за их изучение на клеточном уровне. Ему также казалось, по‑моему, напрасно, что он маловато знает о поведении и изучать поведение ему не с руки.

В этом вопросе мы с Олденом и Джимми расходились с Куффлером. Нас не так сдерживала неизвестность, мы находили заманчивыми саму неисследованность этого белого пятна и важность связанных с ним проблем. Поэтому мы предложили новому отделению Нью-Йоркского университета заняться тем, как нервная система обеспечивает поведение и как поведение изменяется под действием обучения. Мы хотели добиться слияния клеточной нейробиологии и науки о простых формах поведения.

В 1967 году мы с Олденом анонсировали это направление в большой обзорной работе, озаглавленной “Клеточные нейрофизиологические подходы в исследовании обучения”. В этом обзоре мы подчеркивали, как важно выяснить, что же происходит на уровне синапсов, когда поведение видоизменяется в результате обучения. Мы отмечали, что следующим принципиальным шагом будет пойти дальше аналогов обучения и связать синаптические изменения в нейронах и нейронных системах с реальными примерами обучения и работы памяти. Мы наметили основы подхода к решению этой задачи на клеточном уровне и обсудили сильные и слабые стороны разнообразных простых объектов, подходящих для таких исследований, – моллюсков, червей и насекомых, а также рыб и других простых позвоночных. У всех этих животных есть формы поведения, которые в принципе должны были видоизменяться в ходе обучения, хотя такие изменения еще не были продемонстрированы на примере аплизии. Мы были уверены, что после того, как будут намечены нейронные сети, обеспечивающие эти формы поведения, станет ясно, где именно происходят изменения, вызываемые обучением. Тогда у нас появится возможность использовать весьма эффективные методы клеточной нейрофизиологии для исследования природы этих изменений.

В то время, когда мы с Олденом писали обзор, я уже переходил не только из Гарварда в Нью-Йоркский университет, но и от клеточной нейробиологии синаптической пластичности к клеточной нейробиологии поведения и обучения.

Эффект, произведенный нашим обзором (возможно, самым влиятельным из всех, в написании которых я принял участие), ощущается по сей день. Он вдохновил ряд ученых на применение редукционистского подхода в исследованиях обучения и памяти, и повсюду пошли в ход простые экспериментальные объекты таких исследований – пиявки, слизень Limax, морские брюхоногие моллюски Tritonia и Hermissenda, медоносная пчела, тараканы, раки и омары. Работы подтверждали идею, впервые выдвинутую этологами, изучавшими поведение животных в их естественной среде. Согласно этой идее, механизмы обучения эволюционно консервативны, потому что необходимы для выживания. Животному нужно научиться отличать жертв от хищников, полезную пищу от вредной и удобные и безопасные укрытия от тесных и опасных.

Наши идеи оказали влияние и на нейробиологию позвоночных. Пер Андерсен, в лаборатории которого в 1973 году были проведены первые современные исследования синаптической пластичности в головном мозгу млекопитающих, писал: “Повлияли ли эти идеи на ученых, работавших в данной области до 1973 года? Для меня ответ очевиден”.

Наш с Олденом обзор убедил Дэвида Коэна (с которым у нас было дружеское соперничество и который впоследствии перешел к нам в Колумбийский университет, где занял должность вице-президента по делам искусств и наук) в ценности простых экспериментальных систем. Поскольку Коэн был приверженцем изучения позвоночных, он обратился к голубям – любимым подопытным животным Скиннера. Но Скиннер игнорировал мозг, а Коэн сосредоточился на управляемых мозгом изменениях частоты сердцебиения, вызываемых сенсибилизацией и выработкой классических условных рефлексов.

Джозеф Лед, на которого тоже повлиял наш обзор, видоизменил методику экспериментов Коэна и провел их на крысах, заложив основы работы с экспериментальной системой, которая оказалась наилучшей для изучения клеточных механизмов приобретенного страха у млекопитающих. Леду сосредоточился на миндалевидном теле – структуре, расположенной глубоко под корой головного мозга и специализирующейся на реакциях страха. Через многие годы, когда появилась возможность получать генетически модифицированных мышей, я тоже обратился к изучению миндалевидного тела и под влиянием работ Леду исследовал на мышах молекулярно-биологические аспекты памяти, уже изученные у аплизии.

13. Даже простое поведение может видоизменяться под действием обучения