Текст книги "Мировые загадки сегодня"
Автор книги: Игорь Адабашев
сообщить о нарушении
Текущая страница: 18 (всего у книги 22 страниц)
Вот тут-то и начинаются разнотолки. Идут они обычно от того, что действие сигнала-слова во второй сигнальной системе понимается только в прямом смысле. Дескать, сказал слово «котлета», и выделилась слюна. Однако все значительно сложней.
Во-первых, слово не обязательно должно быть сказано. Более того, почти всегда мы думаем молча, «про себя», не произнося никаких слов. В последние 5–6 лет показано, что думаем мы не только словами или понятиями, заменяющими слова. Есть «чисто» образное мышление, невыражаемое в словах, а в конечном итоге, и в логических категориях языка.
Абстрагируем понятия. В нашем примере вы можете подумать о «котлете», как и о сотне других видов еды, а возможно, и просто отвлеченно: «еда», и результат будет один – рефлекс слюновыделения. В данном случае слово «еда» несет в себе обобщенную функцию представления о различной пище, отвлеченную от какой-либо конкретной действительности. Обобщающая функция слова возникает в длительном процессе постепенного образования множества условно-рефлекторных связей, группирующих в мозгу сложные представления по одинаковым рефлексам в организме.
Вот и пошли «видимо»… Тут уже начинается область загадок не XIX, а XX века. Но есть и истины. Так, в частности, установлено, что абстрагирование представлений приходит с возрастом и опытом, а маленькие дети перво-начально воспринимают слова лишь как конкретные сигналы-образы.
«Мама» для малыша именно его мама, и он не понимает «мамы» вообще, как и того, что его бабушка тоже мама. Другой пример. Если малышу показать несколько рисунков с бегущей собакой, то он не скажет, что она бежит, ибо не может связать застывшие фазы движения с понятием бегущего животного.
Труд и речь в своем диалектическом единстве более всего сделали человека человеком. В последние годы эта аксиома получила ряд подтверждений. Все они свидетельствуют о том, что в человеческом мозгу, если его сравнить с мозгом обезьяны и других высших животных, усиленно разрастались и усложнялись больше всего участки, «отвечающие» за вторую сигнальную систему.
Начала складываться новая промежуточная наука – палеоневрология. Она во многом способствовала совершенству антропологии в целом. (Антропология – человек + учение – связана с палеонтологией, историей, археологией и рядом других наук.) Здесь следует подчеркнуть, что на современном уровне познания нельзя говорить – очеловечивание обезьяны. Речь может идти о значительно более раннем отряде приматов, которые, по-видимому, были прапредками и древних людей и обезьян. Исследуя слепки с внутренних поверхностей черепов давным-давно умерших первобытных людей и более ранних существ, живших более миллиона лет тому назад, превращавшихся в человека, ученые установили интересные закономерности. Они свидетельствуют о прямой связи между усложнением трудовой деятельности первобытных людей и развитием мозга. Особенно увеличение нижней теменной области и так называемой теменно-височно-затылочной подобласти, участков коры, осуществляющих сравнение информации, поступающей в мозг при усложнявшихся действиях рук, изготовляющих и применяющих орудия труда, свидетельствует о том, как первые обобщения и возникавшие простейшие абстракции оказывали влияние на изменения мозга. При этом левое полушарие мозга развивалось несколько быстрее правого. Поскольку правая рука «представлена» в основном в левом полушарии, то это свидетельствует о том, что правая рука получила основную трудовую нагрузку в очень отдаленные времена. Характерно, что маленькие дети до семи-восьми месяцев владеют обеими руками одинаково и только к шести-семи годам становятся, как правило, «правшой», а реже «левшой».
Любой нерв где-либо на кончике пальца и головной мозг – части единой и неразрывной нервной системы, обеспечивающей функции саморегуляции организма и психической деятельности. Вся эта сложная система образуется из нервных клеток и нервных волокон. Клетки имеют отростки двух видов: аксоны (или нейриты) и дендриты.
Дендриты (от греческого слова «дендрон» – дерево), как правило, – широко ветвящиеся отростки нейронов. Они соединяются своей «кроной» с дендритами или аксонами других нервных клеток, а то и непосредственно с посторонними нервными клетками.
Аксон в переводе с греческого означает «палка», «ось». Название свидетельствует о том, что аксоны представляют собой гладкую ниточку. Она может быть и очень короткой и очень длинной. Коротенькие аксоны служат для соединения с ближайшими нервными клетками, а длинные тянутся очень далеко в разные стороны. Таким образом, вся нервная система образуется исходными, в какой-то мере самостоятельными единицами – нейронами (невронами), представляющими из себя клетку с отростками. Местами наибольшего скопления нервных клеток является головной мозг, а также клеточные образования во внутренней части спинного мозга.
В последние годы выяснилось, что мозг в значительной части является сложной жидкокристаллической системой, то есть веществом, занимающим своеобразное промежуточное состояние между жидкостью и кристаллом. Такие вещества одновременно и текучи и обладают упорядоченной структурой. Капли жидких кристаллов всегда стремятся сохранить строго определенную форму. Поскольку нервным клеткам серого вещества свойственно жидкокристаллическое состояние, то здесь они, играя роль диэлектриков, образуют оболочку вокруг нервных волокон. Припомнив опыты Дж. Пиккарди, необычайную отзывчивость и чуткость живого к воздействию самых малых сил и пристрастие усложняющейся материи к активным тетраэдральным построениям, вы легко поймете, почему мозг, эта высшая по сложности своей организации материя, развился в жидкокристаллическое состояние. Это наиболее гибкая, пластичная и тонко реагирующая структура – прекрасная среда для действия биологических катализаторов и тончайших электрических процессов, имеющая определенную устойчивость к внешним воздействиям.
«Развитие нервной системы у различных классов животных, прежде всего у позвоночных, показывает, что самое позднее в эволюционном и высшее в функциональном отношении образование центральной нервной системы – это кора головного мозга, – пишут болгарские ученые Г. Настев и Р. Койнов. – Чем более низкую ступень эволюционной лестницы занимают позвоночные животные, тем слабее развита у них кора головного мозга и тем менее ее участие в приспособлении к изменчивым условиям окружающей среды, и наоборот, чем более высокую ступень эволюционной лестницы занимает животное, тем более развита кора его головного мозга, тем большее участие принимает она в приспособлении животного к окружающей среде. Как установил И. П. Павлов, кора головного мозга и ближайшие подкорковые образования представляют собой материальный субстрат высшей нервной деятельности животных и психической деятельности человека».
Кора головного мозга называется так потому, что она покрывает мозг со всех сторон, как кора дерева покрывает его ствол. Вспомните изображение головного мозга человека – он напоминает неправильный шар, скомканный из бумаги. Многочисленные борозды и извилины позволяют коре головного мозга, при относительно малых линейных размерах, обладать поистине огромной поверхностью. Опять природа поступила наиболее целесообразно, достигнув максимума в минимальном объеме! Средний размер площади коры равен 220 000 квадратных миллиметров. В разрезе кора головного мозга отличается серым цветом своих нервных клеток от расположенного под ней светлого вещества.
Уже в 70-х годах XIX века врачи обнаружили определенную связь между болезненными поражениями тех или других участков мозга и различными психическими процессами. Возникло представление о специальных управляющих точках или «центрах» мозга: «центре понимания речи», «центре чтения», «центре зрения» и т. д.
В этих представлениях было золотое зерно истины, но и много ошибочного. Оказалось, что обязанности каждого «центра» гораздо сложнее, чем это предполагалось. Опыты приводили порой к самым «диким» и абсолютно непредвиденным результатам. Ускользала взаимосвязь между «центрами» мозга и психическими процессами. Иногда вдруг у людей с поврежденным «центром» сами собой восстанавливались способности к психическим функциям, зависящим от данного центра. Бывало и наоборот. Скажем, нарушение левой височной области, которой, казалось бы, следует отвечать лишь за понимание речи, на практике приводило к устранению умения писать, затруднению в повторении слов и устном счете.
Теперь, «с высоты исторической дистанции», мы прекрасно понимаем: ученые начинали проникать тогда в более сложную и глубокую сущность процессов работы центральной нервной системы, и эти, еще плохо изученные данные противоречили общепринятому, более простому пониманию, по существу – механическим представлениям о мозге.
Но теперь это понятно. Странности в работе мозга, которые, казалось, не укладываются ни в какие логические понятия, в сочетании с «безумными» открытиями в физике и других науках, способствовали проникновению идеалистическо-теологических трактовок в изучение психических процессов. Это хорошо видно на научной судьбе самого Эмиля Дюбуа-Реймона. Очень крупный биолог, много сделавший для познания материальной сущности нервных сигналов, один из первых в мировой науке связавший эти процессы с биоэлектрическими импульсами, он не смог преодолеть мертвящего груза старых представлений, не вырвался из плена привычного и неизбежно пришел к отрицанию достоверности человеческих знаний. Как вы помните, в своих семи мировых загадках Э. Дюбуа-Реймон две загадки – V и VI посвятил ощущениям, сознанию, разуму и языку. Возникновение простейших ощущений и сознания вообще признано им неразрешимой трансцендентной загадкой, лежащей за пределами возможностей человеческого разума.
Парадоксы мозга, казавшиеся неразрешимыми, в наши дни прояснились. Любая «психическая функция», будь то речь, чтение или предметное восприятие, оказалась очень сложно организованной, саморегулирующейся системой. Конечно, решив одни загадки, ученые столкнулись с новыми. Но это нормально.
По современным представлениям, головной мозг, а точнее – большие полушария головного мозга можно разделить на четыре основные доли: затылочную, височную, теменную и лобную. Точные эксперименты показали, что в затылочных долях коры находятся зрительные зоны, в височных – слуховые зоны, в отделах теменной доли – тактильная зона (осязательная). Сюда стекается информация, поступающая из внешней среды, и здесь же отражается схема собственного тела. В мозгу имеются первичные сенсорные зоны – они воспринимают отдельные свойства раздражителя. Есть и вторичные сенсорные зоны, в них воссоздаются образы предметов или явлений. И наконец, третичные сенсорные зоны, в которых синтезируются сведения от различных органов чувств и воспроизводится картина окружающего мира в целом.
Вся сложная – невероятно сложная! – деятельность мозга (а мы попытались нарисовать лишь общую схему) еще раз показывает эволюционную последовательность развития мозга и всей высшей нервной деятельности и, с другой стороны, приоткрывает почти сказочные возможности использования больших ресурсов нервно-психической деятельности человека.
Здесь уместно заметить, что современная техника позволила ученым установить очень сложную, и чрезвычайно узкую специализацию нервных клеток. Не только в коре головного мозга концентрируются зоны из большого числа клеток, «отвечающих» за зрение или обоняние, слух и т. д., но и в пределах каждой из этих зон клетки крайне специализированы. Так, например, в зоне зрения есть клетки, воспринимающие только округлости и загибающиеся линии, другие – плоские горизонтальные, третьи – плоские вертикальные, затем – линии под углом и т. д. и т. д. Все эти мельчайшие детали в определенных зонах коры синтезируются, в результате образ, первоначально разделенный на мельчайшие составные частички, собирается в единое представление.
Есть клетки, чувствительные к любым раздражениям, они служат связи, объединению образов и сложных психических процессов. Наконец, есть «скептики»-клетки, которые вообще ни на что не реагируют: это клетки внимания, новизны и, возможно, памяти.
В свое время И. П. Павловым было сформулировано, что воспринимаемое раздражение в форме импульса-сигнала идет в кору головного мозга; там происходит сложная внутренняя обработка этого сигнала, его сопоставление со следами ранее полученных впечатлений, хранящимися в памяти. Наконец, после обработки сигнала мозг посылает к исполнительным органам рефлекторную команду; так совершается ответная деятельность организма на полученное раздражение.
Сегодня павловская рефлекторная дуга уступила место рефлекторному кольцу, основанному на принципе обратной связи – основополагающем «ките» кибернетического понимания процессов управления. Рефлекторная команда, идущая от мозга, не только возбуждает исполнительный орган, но, замыкая кольцо, возвращается к первичному раздражителю, сообщая ему – «команда принята».
Мы не будем углубляться в подробности, но заметим, что рефлекторное кольцо, замкнутое обратной связью, позволило ученым понять (или приблизило их к пониманию) очень многие сложные процессы, в том числе секреты составления программ действий живого организма, связей наследственной и личной памяти, а главное – способствует прояснению единой, сложившейся системы саморегуляции и целостности.
Но продолжим путешествие по мозгу. Только что разобранные нами особенности его, связанные с принципами обратной связи, сейчас проявляются с особой наглядностью.
Сложная психическая деятельность требует совместной работы всех долей и зон мозга. Поэтому при частичном разрушении одного из участков мозга создается возможность компенсировать дефекты за счет других сохранившихся участков.
Последнее положение чрезвычайно важно. Оно еще раз – теперь на примере мозга – подтверждает принцип диалектической двойственности и противоречивости. Нервные клетки оказались очень разнообразными и чрезвычайно специализированными. Но в своем единстве противоположностей эти же клетки оказались способными «учиться», принимать на себя новые функции, перестраиваться, обеспечивая в конечном результате целостность организма и неизменность его саморегуляции.
Становятся ясными и столь таинственные в прошлом случаи самоизлечения людей с травмами отдельных «центров» мозга, коварные случаи, подтолкнувшие Эмиля Дюбуа-Реймона в объятия католических священников.
Между прочим, здесь мы опять сталкиваемся со случайностью, все чаще заявляющей о своем существовании. Вероятностно-статистическая гипотеза допускает определенную случайность соединения нервных клеток. Отсюда вытекает объяснение поразительной надежности в работе мозга. Ведь при такой системе какие-нибудь нервные клетки (а их миллиарды) всегда соединятся, и сигнал пройдет, образуя звено временной памяти. Получается, что случайные соединения намного вероятней, чем заранее предусмотренные, скажем, в жесткой каркасной схеме радиоприемника. С другой стороны, поскольку свободное случайное соединение часто меняет клетки во временных связях, то они имеют возможность для обучения, а значит, и замены друг друга, при повреждении участков мозга. В целом получается нечто напоминающее фонтан: вода бьет струей, отдельные капли ее каждое мгновение новые, но «конструкция», форма струи все та же.
Вот интереснейшие опыты. Только что вылупившихся утят делят на две группы. Затем одним тут же показывают утку, другим – человека. Потом утят метят и, объединив в одну группу, помещают в изолированный ящик. Через несколько дней утку приносят к ящику и выпускают утят. Они мгновенно, всегда безошибочно, делятся на две первоначальные группы: одни бегут к маме-утке, другие – к человеку.
Более того, «мамой» может стать простой резиновый мячик. Установлено: если первое, что увидит утенок, вылупившись из яйца, будет мячик, который тащат на ниточке, то крошка поковыляет за мячиком, а не за уткой. И в дальнейшей жизни утенок, встретив движущихся в противоположных направлениях мячик и маму-утку, всегда предпочтет мертвый резиновый мяч.
Такой эффект в современной физиологии получил наименование импринтинга. Дословно это означает впечатывание. Первое резкое впечатление «впечатывается» в сознание животного, тем формируя его поведение.
Но ведь это противоречит, казалось бы, непоколебимым представлениям об инстинктивном поведении, вроде бы навечно, жестко и непоколебимо предопределенном наследственностью.
Другие опыты несколько проясняют положение. Новорожденной обезьянке дали в качестве «мамы» плюшевую куклу с искусственным резиновым соском, через который поступало подогретое молоко. Обезьянка, как все малыши, инстинктивно нашла и использовала по назначению сосок. Она, опять же инстинктивно, ласкалась и искала защиты у своей бездушной «мамы». Когда обезьяна выросла и у нее появилось потомство, она исправно и регулярно давала молоко своим детенышам, но относилась к ним так же безразлично, как мертвая кукла относилась к ней самой.
Подобные исследования, а их очень много, свидетельствуют о том, что врожденные инстинкты, приобретенные живым в длительном процессе эволюции, имеются. Это не вызывает сомнения. Но инстинкты, результаты прошлого опыта могут быть подавлены, изменены или замаскированы новым условно-рефлекторным опытом. Открытие импринтинга со всей ясностью показывает ошибочность взглядов тех, кто защищает якобы ведущее значение в поступках и мышлении человека первобытно заложенных инстинктов (к ним, кстати, необоснованно относят «врожденные инстинкты» веры в бога, воинственности и агрессивности).
Эффект импринтинга, исключительная активность и результативность запоминания в определенный (ранний) период развития живого существа, заставляет по-новому взглянуть на всю проблему памяти и более широко – мышления.
Явление импринтинга было известно давно, но все еще не были выяснены его физиологические, материальные основы. В 1983 году на традиционных Гагрских беседах (международный симпозиум по «ключевым» проблемам физиологии мозга) профессор Кембриджского университета Габриэл Хор приоткрыл смысл этого явления. Разработав современную методику введения в мозг цыплят радиоактивных веществ и красителей, он смог определить, что же именно изменяется при факте запечатления. Оказалось, что у всех цыплят умножались связи между нейронами в одном и том же участке левого полушария мозга. Затем подобное же обогащение связей происходило на точно симметричном участке правого полушария. Особый период высокочувствительного состояния мозга, обеспечивающий безошибочное запоминание, был выявлен у многих живых существ, и он всегда оказывался относительно коротким (у цыплят он продолжается 32 часа).
Импринтинг, как считают многие специалисты, – это особое явление, не относящееся к условным рефлексам, не является он и видом образной памяти. Здесь надо сказать, что теперь «рефлекс» и «образ» считаются различными понятиями, хотя и не все с этим согласны. Образ возникает мгновенно, а условный рефлекс требует сочетания сигналов, повторения их. Благодаря молниеносности действия импринтинг и образное зрение имеют много общего.
Крупный советский физиолог М. Хананашвили считает, что в процессе эволюции у живых существ должны были выработаться (и выработались) два различных, как заявил он в 1983 году, «глобальных механизма мозга». Один из них позволяет действовать в любой изменяющейся незнакомой обстановке. Это психонервная деятельность, направляемая образами. Другой – условный рефлекс. Он позволяет удержать сформировавшееся состояние организма.
Иной точки зрения придерживается академик П. Симонов. Он считает условный рефлекс наиболее общим глобальным механизмом, объясняющим универсальность поведения. Согласно его гипотезе, работа мозга, при выработке рефлекса, сходна с поиском, который ведет радар, направляя луч на цель. Когда это нужно мозгу и организму в целом и, соответственно, сильное стремление к цели становится довлеющим, доминантным, мозг «схватывает» и сразу запечатлевает все необходимое ему.
Эволюция оставляет природе только виды, приспособившиеся к окружающей среде. Подобно этому, память отбирает, как бы «просеивает» и закрепляет в мозгу только жизненно важные связи.
Вот и опять загадка XX века. О процессах памяти на уровне работы нервных клеток и отдельных областей мозга современная наука о мозге, призвав себе на помощь электронику и математику, накопила много фактических данных. Значительно меньше их в области взаимосвязей вновь открытых процессов, в познании целостности организма. «Возможно ли принципиально изучать память на молекулярном уровне? – ставил вопрос известный ученый академик В. Н. Черниговский. – Полагаю, что возможно, но решить проблему на этом уровне – невозможно. Память, даже если к ней причислить и так называемые следовые феномены, – это свойство целого организма, будь то планария или человек».
Капитальные, обобщающие работы – дело будущего. Одни ученые считают, что мы познаем секреты своей памяти, научимся управлять ею еще до 2000 года.
Другие переносят эту дату к третьему, четвертому и даже шестому десятилетию будущего века.
Но кое-что известно уже сегодня. В институте биофизики Академии наук СССР, расположившемся в научном городке Пущино-на-Оке, установили, что в нервных клетках идет активный процесс синтеза белка. Причем более активный, чем это обычно нужно клеткам для поддержания своей жизнеспособности. Эта «жадность» тем более удивительна, что нервные клетки, как известно, в отличие от других клеток в течение жизни практически не делятся и фактически не изменяются. Вот уже первая догадка: в период роста организма имеется много «чистых» нервных клеток, которые, словно губка влагу, спешат впечатать в себя раздражения, поступающие из окружающего мира. Окажется первой утка – ее образ и «засядет» в мозгу. А окажется мячик – закрепится он.
Но синтез белков производится в нервных клетках и вполне взрослых животных. Причем довольно активно и в относительно больших количествах. Зачем? Почему?
Вы неоднократно видели в журналах фотографии человеческой головы, прикрытой кастрюлеобразным шлемом с большущим количеством разноцветных проводов. В подписях к этим снимкам разъяснялось, что в таком-то институте изучается электрическая активность отдельных областей мозга. И эти снимки перестали вызывать особый интерес, ибо уже давно известно, что каждая живая клетка, в том числе нервная, вырабатывает биотоки. Известно также и то, что электрические импульсы играют важнейшую роль в работе всей центральной нервной системы. Такие импульсы, через аксоны и дендриты, передаются от клетки к клетке, обеспечивают прием и вывод сигналов, способствуют возбуждению или торможению нейронов и образованию между ними временных или закрепленных связей (что, кстати, и считалось основой материального закрепления памяти и инстинктов), а также подают команды мышцам и другим исполнительным органам.
«Электрическая» картина мозга более или менее изучена. Но вот, оказывается, нервные клетки вырабатывают вроде бы и ненужные им белки. Первый вопрос: как вновь открытый процесс согласуется с «электрическим»?
Напомним, что активной работе клетки всегда должно предшествовать возбуждение, которое поступает в качестве импульса в ответ на какое-то раздражение извне.
При этом клетка, в принципе, всегда стремится успокоиться, то есть возвратиться к исходному состоянию.
Опыты Б. Н. Вепринцева наглядно показали, что нервная клетка вслед за биоэлектрическим импульсом начинает вырабатывать определенные белки. Именно после раздражения, то есть сигнала, принесшего какие-то данные, начинается синтез белков, а не потому, что их стало не хватать клетке.
Это странное поведение природы ныне получило объяснение. Повышенное количество белков, по-видимому, требуется клетке как бы в память о том, что свою разрушенную оболочку надо «залатать», а для этого и требуются излишние белки – стройматериалы. Теперь у клетки не разрушается оболочка, но биоэлектрический импульс повышает ее проницаемость, и клетка «атавистически» спешит выработать побольше белков. Постепенно в процессе эволюционного развития в нервных клетках выработалась способность в ответ на импульс-сигнал, несущий информацию, вырабатывать определенные белки, ибо эти сверхсложные молекулы могут отлично запоминать любую информацию.
«Электрическая» и «химическо-генетическая» теория памяти не противоречат, а дополняют друг друга. Каждая единица информации образует в мозгу электрическую цепь из нейронов. Так зашифрованные образы накапливают временную память. Циркулирующие в нейронных цепях биотоки, по-видимому, возбуждая клетки, действуют первоначально на хранителей информационной памяти – на ДНК нервных клеток. При этом, как показали замечательные по точности эксперименты биохимика Зидена, под воздействием биотоков ДНК изменяют свою структуру, что сказывается в свою очередь на громадных молекулах РНК, образующихся в определенном порядке поблизости спиральных ветвей «лестнички» ДНК. Затем, уже через посредство РНК, синтезируется строго определенный белок, структура которого соответствует – а значит, «помнит!» – сигналу-раздражителю. Поэтому, если даже распадется временная память, образовавшаяся от биоэлектрических связей между нейронами, то все равно условный образ запечатлен и может быть восстановлен. Стоит лишь в нервную клетку попасть новому сигналу-раздражителю, несущему ту же информацию, что была уже закреплена одним из белков, как этот белок, подобно камертону, отреагирует на импульс и мозг «вспомнит».
Давайте на минутку отвлечемся. В последние годы точно установлено, что ряд условных рефлексов, выработанных последовательными раздражителями, создает в животном организме динамический стереотип. Такая система рефлексов образуется в процессе жизни и разрушается, если образовавшие их условные раздражители станут другими или будут следовать в другом порядке. Если же динамический стереотип сохранится, то он будет очень активным: при предъявлении хотя бы первого условного рефлекса быстро срабатывает вся цепочка нового стереотипа. Человек может сознательно выработать динамические стереотипы (постоянное время пробуждения и засыпания, время приема пищи, время работы и так далее). При этом нервная система будет уставать намного меньше, так как при системе динамических стереотипов один нервный процесс стимулирует следующий.
Новые представления о «механизме» памяти, а они в последние десятилетия находят все более широкое экспериментальное подтверждение, вселяют заманчивую надежду на возможность сознательного управления памятью в будущем. Ведь у каждого из нас громоздится в мозгу невероятно большое количество разных знаний и наблюдений. Но мы часто не можем извлечь из своей собственной головы нужную информацию в нужный момент.
Как было бы здорово, искусственно возбудив головной мозг, например, суметь дословно воспроизвести в своей памяти нужную сейчас вам старую газетную статью или припомнить, что вам говорил преподаватель 20–30 лет назад… Если каждый сигнал закодирован белком или, вернее, нуклеиновой кислотой специальной структуры, то эта фантазия не столь несбыточна.
Уж коль мы заговорили о научной фантастике, то уместно сказать и о мечте профессора Калифорнийского университета Элофа Карлссона. Не столь давно ученые убедились в превосходном умении древних египтян сохранять биологический материал. Канадский исследователь Питер Левин, наблюдая в электронный микроскоп маленькие кусочки кожи и мускулов руки мумии, которая была изготовлена за 600 лет до нашей эры, обнаружил, что ряд клеток настолько сохранился, что в них даже можно обнаружить целиком неповрежденными клеточные ядра, а также цитоплазменные мембраны, митохондрии и другие тонкие детали клетки. Известны также отдельные части человеческих тел, хорошо сохранившиеся в благоприятных природных условиях. Так, в 1983 году американские ученые обнаружили на дне одного из флоридских озер в слое торфа два человеческих черепа, возраст которых определяется в 7 тысяч лет. В каждом из черепов оставался мозг, при сравнительно небольших повреждениях мозговых тканей. При помощи соответствующего анализа в тканях нашли нитевидные молекулы ДНК. «Это – самое древнее биологическое вещество, из которого нам удалось извлечь ДНК, – заявил Г. Дорог из университета штата Флорида. – Эта находка возродила надежды, что удастся найти и гораздо более древние образцы биологической ткани. Тогда мы сможем получить важную информацию о химической эволюции жизни в течение миллионов лет».
Э. Карлссон считал, что недалеко то время, когда люди смогут «реставрировать» наследственные хромосомные наборы мумий.
Вот одно из последних достижений. Была на планете такая изящная зебра – квагга. Мы говорим была, ибо последний представитель этого вида зебр умер в 1883 году в Амстердамском зоопарке. На воле они вымерли намного раньше, чем в зоопарках.
К счастью, в Майнцском Музее естественной истории (ФРГ) сохранилось чучело квагги, сделанное 140 лет назад. В 1984 году американские ученые во главе с Расселом Хигуччи (из Вильсоновской лаборатории в Беркли, США) «оживили» ДНК – генетический код – квагги. Для этих целей из шкуры чучела был взят небольшой, конечно высохший, кусочек мышечной ткани. Из этого кусочка были выделены фрагменты ДНК. Их было очень мало – в сто раз меньше, чем можно было бы выделить из такого же кусочка свежей мышцы. Да и фрагменты в основном были «порванными» и небольшими: менее пятисот пар азотистых оснований – нуклеотидов. Не было и полной уверенности, что фрагменты принадлежат именно ДНК квагги, а не бактерий, способных засорить образец.
Началась большая и кропотливая работа. Так, в частности, сравнив фрагменты квагги с ДНК подозреваемых бактерий, было произведено сравнение их с очищенными ДНК горной зебры. Поскольку последняя является близкой родственницей квагги, то и структура их ДНК очень схожа и молекулы хорошо связываются друг с другом.
Была решена и вторая задача: получить большое количество ДНК квагги. Крошево из фрагментов поместили в своеобразные живые «инкубаторы»-носители. Ими оказались ДНК бактериофагов (вирус бактерий, способный репродуцироваться в ней и вызывать ее растворение).
При помощи различных ухищрений в конечном итоге осколки ДНК квагги в большом количестве были внедрены в бактерии кишечной палочки. Они быстро размножались, размножая в свою очередь и ДНК квагги. Параллельно шли проверки все на тех же ДНК горной зебры. В конечном итоге ДНК квагги избирательно извлекались (экстрагировались), очищались и вводились для расшифровки последовательности ее нуклеотидов в генный аппарат другого бактериофага.
