Текст книги "Величайшие загадки человека"

Автор книги: Станислав Зигуненко

сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 31 страниц)

МЕХАНИЗМ ВОСПОМИНАНИЙ

Недавно американскими учеными были сделаны открытия, раскрывающие, как работает память. Знать о них, наверное, стоит и вам…

О лаборатории генетики в Кунст–Кринг—Харбере на Лонг–Айленде знают теперь неврологи, психологи и другие специалисты по изучению функций мозга, в том числе и одной из важнейших – памяти. Здесь стали первыми изучать механизм памяти на уровне генов и добились блестящих результатов.

Когда вы входите в лабораторию, вас первым делом ведут в комнату со стеллажами, которые от пола до потолка уставлены бутылями. В одних бутылях находятся мушки дрозофилы с уникальной фотографической памятью, в других – их менее счастливые товарки, отличающиеся столь же уникальной забывчивостью. Этажом ниже возятся в клетках другие жертвы генной инженерии – ничего не помнящие мыши.

Однако эти жертвы не напрасны. Без них невозможно было бы найти белок, который выполняет роль включателя, сообщая нервной клетке, что делать с новым впечатлением – запомнить ли его на всю жизнь, на короткое время или вообще тотчас забыть. У этого белка длинное название, состоящее из четырех слов. Ученые для удобства сократили его до начальных букв и получилось КРЕБ.

«Много разных молекул участвует в процессе памяти, – говорит Алчино Сильва, невролог из лонг–айлендской лаборатории, – но лишь молекулы КРЕБа, занятые в этих процессах и больше ни в чем, помогают разобраться в механизме запоминания. Становится, например, понятно, почему чересчур большая порция информации быстро улетучивается из памяти и почему событие, всколыхнувшее эмоциональную сферу, запоминается мигом и стоит потом перед глазами всю жизнь…»

Что же происходит, когда КРЕБ, располагающийся в ядре клетки, работает как включатель–выключатель? В первом случае он запускает синтез других белков, из которых строятся «мостки» между клетками и тем временем расширяется здание долговременной памяти. Во втором – он останавливает этот синтез. Но самое интересное, что сам по себе КРЕБ – отнюдь не первое звено механизма. Не к нему приходят команды из центра, оценивающие необходимость дальнейшего запоминания, а к белкам, которые называются КРЕБ–активатор, который включает механизм, и КРЕБ–репрессор, который его выключает.

Раз есть белки, значит, есть и гены, которые ими ведают. Эти гены нашел биолог Джерри Лин, который вместе со своими коллегами наделил ими дрозофил. В результате у одних мушек получился избыток КРЕБ–активаторов, а у других – КРЕБ–репрессоров. От этого первые сделались сверхпамятливыми, а вторые – сверхзабывчивыми.

Обыкновенная мушка запоминает, что за определенным запахом следует удар током – так вырабатывается рефлекс избегания. Обычно для его выработки достаточно 10 повторений. Мушка же с избытком репрессоров не запомнит ничего и после 100 повторений. Зато у мушки с избытком активаторов рефлекс вырабатывается с первого раза.

«Эти мушки напоминают мне студентов, с которыми я когда‑то учился, – вспоминает Лин. – Некоторые из них за ночь ухитрялись запомнить весь учебник и на спор прочитывали наизусть любой параграф на указанной странице. Но стоило спросить такого вундеркинда через пару дней после экзамена и выяснялось, что в голове у него не осталось ни слова из прочитанного. А вот наши памятливые мушки не забывают ничего всю оставшуюся жизнь…»

Ученые поясняют и почему так происходит. Те студенты, которые пытаются выучить учебник непосредственно перед экзаменами, просто не дают своему организму времени нарастить мостки долговременной памяти. Поэтому вся информация держится лишь в оперативной памяти, которая очищается тут же после того, как экзамен сдан. В долговременной памяти остается лишь то, что заучивается небольшими порциями, между которыми необходимы перерывы.

* * *

Но для чего тогда нужны организму КРЕБ–репрессоры? Ведь если бы их не было, наша память обладала бы уникальными возможностями. Однако природа поступает очень мудро – иначе наша память засорялась бы малозначащими сведениями и очень скоро оказывалась бы переполненной. А ведь ее вместимости должно хватить на всю долгую жизнь.

У мушек и мышек те же проблемы, что и у нас с вами: КРЕБ–репрессор не мешает их оперативной памяти наблюдать за происходящим, но долговременную память держит в узде, не позволяя ей переполняться. Он уступает место КРЕБ–активатору лишь в том случае, когда происходит нечто действительно важное, достойное прочного запоминания.

«Так, например, – говорит доктор Сильва, – было в тот злосчастный день в 1963 году, когда убили президента Кеннеди в Далласе. Все тогда наблюдали за президентским кортежем по телевидению, с включенными КРЕБ–репрессорами (подумаешь, еще один выезд президента?). Но репрессоры тотчас уступили место активаторам, как только прозвучали роковые выстрелы – и заработала долговременная память…»

Сначала доктор Сильва лишал своих мышей и дрозофил памяти, наполняя их мозг КРЕБ–репрессорами, потом он просто слегка испортил у подопытных существ гены КРЕБ–активаторов. И тогда мыши не могли запомнить ни одного урока. Но, как показали дальнейшие эксперименты, эти пациенты оказались не совсем безнадежными – микроскопические дозы информации они все‑таки постепенно усваивали. «Так была найдена чисто биологическая методика запоминания знания: поступающие малыми порциями усваиваются надолго», – говорит Сильва.

* * *

Накопленные учеными знания уже используются и на практике. Ими основана небольшая фирма, которая налаживает производство лекарств с использованием КРЕБ–активаторов. А там, быть может, дело дойдет и до выпуска таблеток памяти.

Во всяком случае, профессор Стен Роуз из Сан–Франциско произвел недавно маленькую сенсацию, поведав коллегам, что ему удалось улучшить куриные, а точнее, цыплячьи мозги, наделив их феноменальной памятью.

«В ходе экспериментов над изучением механизма памяти мы используем цыплят, – рассказывает профессор. – Дело в том, что по природе своей цыплята – довольно смышленые существа. Их можно быстро научить массе вещей. Например, мы заставляем их выбирать яркие зернышки, которые смешаны с горьковатой массой. Попробовав массу один раз, цыплята уже больше не клюют ее, запомнив ее вкус. Правда, помнят они об этом обычно лишь несколько часов, а потом снова забывают…»

Вот профессор и задался целью укрепить цыплячью память. Ему и его коллегам удалось исследовать полный молекулярный процесс, который происходит в мозгу цыпленка, когда он запоминает тот или иной факт бытия. Выяснена также и стадия, на которой происходят забывание и те химические процессы, которые при этом наблюдаются.

На основании этого разработаны соответствующие препараты, которые, по идее, улучшают память. А поскольку этот механизм в принципе устроен у разных живых существ одинаково, то профессор и его коллеги надеются, что подобное лекарство пригодится и людям со слабой памятью. Но это еще надо доказать на практике.

Если эксперименты дадут положительный результат, то, как надеется Стен Роуз, возможно, ему удастся разработать препарат, приостанавливающий болезнь Альцгеймера, одной из характерных черт которой является как раз резкое ухудшение памяти.

Профессор также полагает, что в начале XXI столетия появятся препараты, которые можно будет использовать, например, для успешной сдачи экзаменов, где отличная память, как известно, имеет немаловажное значение. Нынешние препараты, по мнению профессора, чаще всего просто улучшают самочувствие, но практически нейтральны по отношению к механизму памяти.

* * *

Попытались разобраться исследователи и еще в одном феномене, связанном с памятью. Вспомним те же даласские выстрелы. Их услышали сотни людей, многие десятки видели происшествие своими глазами, однако разобраться в их показаниях следственным органам оказалось очень нелегко – слишком велик был разнобой. Не случайно у юристов существует даже такое понятие: «Врет как очевидец».

Есть и соответствующая теория на сей счет. Человек всегда находится во власти стереотипов. Поэтому зачастую он не в состоянии ни осознать, ни толком разглядеть неожиданную ситуацию.

«За всякой ошибкой памяти ищите скрытый мотив, – полагал еще Зигмунд Фрейд. – Память ошибается потому, что не желает о чем‑то знать…»

«Во всем виновата интерференция – наложение одних воспоминаний на другие, – утверждает психолог Александр Лурия. – Забываем потому, что забиваем…»

Еще одно объяснение того же феномена предлагает нам Даниэл Шактор, невролог из Гарвардского университета. Он основывается на показаниях позитронного томографа, демонстрирующего на экране, как формируется истинная память и как ложная.

Открытие Шактора журнал «Дискавери» назвал одним из самых примечательных научных открытий последних лет.

«Возьмем, – говорит Шактор, – четыре простых слова, связанных между собой по смыслу. Например: «конфета», «пирожное», «сахар», «вкус». Постараемся удержать их в памяти на несколько секунд, а затем спросим себя, было ли среди них слово «сладкий». Вероятность того, что на этот вопрос будет получен положительный ответ, не так уж мала. Но какая разница между воспоминанием истинным и воспоминанием ложным? Что происходит в мозгу, когда вы отвечаете «да» на вопрос о слове «конфета» и «да» на вопрос о слове «сладко»?»

Ответ Шактор нашел в эксперименте. Добровольцам был прочитан список семантически близких слов, вроде уже известного нам списка со словом «конфета». Через 10 минут им показали слова из такого списка и спрашивали, слышали ли они их раньше?

Пока они думали, томограф сканировал их мозг и определял, в какой отдел приливает больше крови. Иначе говоря, какой отдел мозга активнее участвует в решении задачи на воспоминание. Затем каждому испытуемому показывали список, где слова по смыслу недалеки от предыдущих, но не повторяли их. Например, если мы снова вспомним список с «конфетой» и «сахаром», то теперь это будут слова «сладкий», «глазурованный», «сливочный».

«Встречались ли они вам раньше?» – спрашивал экспериментатор. И если получал утвердительный ответ, это значило, что налицо ложное воспоминание.

Конечно, истинные воспоминания, как правило, преобладали над ложными. Неожиданным оказалось, что происходило при этом в мозгу. Выяснилось, что оба теста примерно в одинаковой степени активизируют височные доли мозга, которые формируют память о недавних событиях. Но была и разница: при истинном познавании оживляется еще один участок мозга, прилегающий к его поверхности – верхняя височная доля. Там обычно обрабатываются звуки, которые мы слышим – так что возросшая активность данной доли означала и возросшую активность слуховой памяти, воспроизводившей слова, читавшиеся людям вслух. Когда же узнавание оказывалось ложным, верхняя височная доля в процессе не участвовала, воспроизводиться в ней было нечему.

И еще одно отличие. Когда испытуемый вспоминал, слышал ли он данное слово раньше, у него нередко активизировалась и лобная кора – центр принятия решений.

Получается, что и у ложных воспоминаний есть свой центр – это средняя височная доля. Именно там и зарождаются многие ошибки памяти. Обманчивые ощущения, полученные при восприятии редкого события, схожие по смыслу, да еще стоящие рядом слова – кому неизвестны психологические источники ошибок? Физиологически же они появляются из средней височной доли.

Но она, как мы знаем, активизируется и при истинном воспоминании. Благодаря ее работе, мы можем восстановить по кусочку информации всю нужную нам картину. «Кроме того, – замечает Шактор, – ошибки ошибкам рознь. Если человек узнает слово «глазурованный» или «сливочный», которого на самом деле не слышал, он все‑таки не отклоняется от сущности предмета – от сладкого и сладостей. Психологически эта ошибка ассоциативного мышления. А оно, как известно, лежит в основе всякого творчества, предполагающего глубокое проникновение в суть вещей и умение находить между ними общность…»

Ну а мы добавим к сказанному один литературный пример. Помните, как в рассказе Карела Чапека следователь расспрашивает поэта, ставшего свидетелем происшествия – автомобиль наехал на старушку? Водитель скрылся с места происшествия, и никто не помнит ни цвета его машины, ни ее номера. Однако поэт, придя домой, тут же написал небольшое стихотворение, в котором встречались и «барабанные» палочки», и «выпуклая грудь» и «загорелая метиска», и некоторые другие выражения. Проанализировав их, умный следователь пришел к заключению, что «барабанные палочки» – это цифра 11 в номерном знаке, «выпуклая грудь» ассоциируется с 8, а «загорелая метиска» указывает на цвет машины – она была коричнево–шоколадной.

Так что и юристам стоит помнить: во всяком вранье очевидца скрыта истина. Нужно только уметь ее выловить…

…Вот так постепенно, малыми порциями, ученые узнают, как работает механизм нашей памяти, давая нам рекомендации, как ею пользоваться, как уменьшить ее ошибки. Запомните, пожалуйста, полученные сведения. Такое умение всякому в жизни пригодится. Никому ведь не хочется быть Иваном, не помнящим родства своего…

ПРОДУКТЫ ПАМЯТИ

Идея эта давняя. Еще Джонатан Свифт устами Гулливера описывал, как происходит обучение в Лапуте. Ученик записывал теорему специальными чернилами на бумаге, а потом проглатывал скомканный листок. И три дня питался только хлебом и водою, ожидая, пока проглоченные знания переварятся и всплывут у него в мозгу…

Неужто такое возможно на самом деле? Чтобы ответить на этот вопрос, современные исследователи стараются досконально разобраться в механизме памяти. Что им удалось выяснить?

В молодости память людей, как правило, лучше, чем в старости. Если в детстве юному полиглоту ничего не стоит выучить несколько иностранных языков, то к старости у людей возникают проблемы и со своим родным.

Первыми начинают забываться имена. Один физик в старости называл своего коллегу, знаменитого английского ученого Джозефа Джона Томсона, известного всему ученому миру под кличкой Джи–Джи, не иначе как «мой уважаемый коллега, открывший электрон». Так для него было проще…

На этот феномен обратил внимание еще Аристотель. Он полагал, что имена забываются столь легко потому, что обычно они слабо связаны с обликом того или иного их носителя. Иное дело – клички. Если кого прозвали Джузеппе – Длинный Нос, с первого взгляда ясно, кто имеется в виду.

На втором месте по забыванию идут названия. 82–летняя Рут Арнольд, бывшая библиотекарша, говорит, что в молодости она все книги отдела, которым она заведовала, на память знала: где именно они стоят, как выглядят и что в них написано. Теперь ей самой в это верится с трудом – перевернув страницу читаемой книги, она тут же забывает ее содержание.

Прежние знания тускнеют, новые – не впитываются. Можно ли сравнить, как усваивает иностранный язык дедушка, с тем, как это делает его внук? А сколько времени он тратит на поиски ключей, документов, носового платка и т. д.

По данным Кристи Дзола, психолога из университета Южной Дакоты, опросившей 500 человек в возрасте от 69 до 80 лет, в среднем на подобные поиски люди тратят до получаса в день.

В общем, с годами память ухудшается, и сотни экспериментов подтверждают это, не добавляя принципиально ничего нового к житейским наблюдениям. Вот, например, Денсис Парк, профессор психологии Мичиганского университета, читает группе добровольцев списки букв и цифр, а потом просит воспроизвести их в обратном порядке, двадцатилетние люди справляются с этим заданием шутя, а вот восьмидесятилетние, как правило, все безнадежно путают.

Аналогичная картина наблюдается и на автомобильном тренажере. Молодые люди успевают реагировать на дорожные препятствия загодя, пожилые – сплошь и рядом запаздывают.

«И все‑таки дела пожилых не так уже безнадежны, – говорит профессор. – Треть стариков помнит имена и события примерно на том же уровне, что и в молодости».

Однако две трети все‑таки многое забывают. Почему? Не происходят ли в головном мозге, центре памяти, с возрастом такие же изменения, как и с мышцами, кожей и прочими органами человека? Ответ напрашивается сам собой…

Существует даже теория, что с годами кровеносные сосуды, по которым к нервным клеткам доставляются кровью кислород и глюкоза, постепенно забиваются холестерином и это пагубно сказывается на деятельности головного мозга, в том числе и на памяти.

Впрочем, согласно другой точке зрения, холестерин тут не при чем. Просто сердце с возрастом уже не в состоянии перекачивать кровь столь же интенсивно, как в молодости, и питание мозга ухудшается.

Третья точка зрения связывает все беды со свободными радикалами – с продуктами метаболизма кислорода, участвующими во многих биохимических процессах. Они могут оказаться ядом для нейронов, связанных с процессами памяти, и постепенно выводят их из строя.

«Да бросьте вы все! Дело просто в количестве структурных связей, – утверждают сторонники четвертой концепции. – Чем их больше, тем память лучше…» И ссылаются на проведенные эксперименты с подопытными крысами.

Если взять две группы животных и поместить одну в унылые, однообразные условия существования, а другой предоставить полную свободу для исследовательской деятельности, позволить развивать и растить потомство примерно так же, как это происходит в природе, то к концу жизни у представителей второй группы в мозгу оказывается в 100 раз больше связей между нейронами, чем у первой.

В структуре же нейронных связей, утверждают сторонники этой теории, отражается количество информации, которую организм получал в течение жизни. А чем больше связей, тем богаче память. И тем дольше она способна противостоять старению.

Так, эксперименты с лондонскими таксистами показали, что с приобретением опыта, когда в мозг водителя как бы «впечатывается» карта огромного города со всеми его закоулками, количество нервных связей возрастает, и сам мозг даже вроде увеличивается в объеме.

А вот в глубокой старости мозг сжимается, уменьшается в размерах. Считалось, что при этом гибнет множество нервных клеток, которые не восстанавливаются.

Однако на практике оказалось, что все нейроны сохраняются, более того, по мере надобности в мозгу могут появляться в течение жизни новые нервные клетки. А стало быть, причину ухудшения памяти нужно искать не в изменении числа нейронов.

Доктор Скот Смул, профессор неврологии Колумбийского университета, полагает, что с возрастом может обнаружиться нехватка нейротрансмиттеров – веществ, вырабатываемых в мозгу и переносящих сигналы от нейрона к нейрону. Могут износиться и клеточные рецепторы, принимающие эти сигналы.

И это еще не все…

* * *

Вот уже несколько десятилетий внимание ученых приковано к гипокампу – небольшой структуре, находящейся под корой, в центре мозга. Установлено, что гипокамп – основной инструмент запоминания и воспроизведения информации. По некоторым данным, он играет роль сравнивающего устройства. Он сопоставляет поступающую на органы чувств информацию с уже имеющейся в памяти. И если она заслуживает усвоения, командует структурами, ведающими вниманием, чтобы те активизировались. Словом, в гипокампе функционирует оперативная память.

«Представьте себе, что вас познакомили с каким‑то человеком, – говорит доктор Смул. – Вы беседуете с ним, но внезапно его внимание на секунду отвлеклось. А когда он снова возвращается к беседе, то уже не узнает вас. Он вас не запомнил. Вот что происходит с человеком, у которого поврежден гипокамп…»

Вместе со своими коллегами доктор наблюдал за работой гипокампа на экране магнитно–резонансного сканера, когда добровольцы с ослабевшей памятью, вроде библиотекарши Рут Арнольд, о которой упомянуто вначале, пытались представить себе лица родных и друзей. Незадолго до этого было установлено, что при болезни Альцгеймера, ведущей к абсолютной потери памяти, в одном участке гипокампа, который называется интерхинальной корой, нейронная активность почти полностью отсутствует. Как и следовало ожидать, болезнь прежде всего выводит из строя именно эту кору.

А что произошло с теми, чья память просто ухудшилась? У восьми человек из 12 интерхинальная кора при воспоминаниях ярко светится на экране сканера. Зато другая часть гипокампа значительно померкла. Активность нейронов там минимальна. У четверых кора оказалась менее активной, чем у первой восьмерки, но все‑таки она выглядела предпочтительнее, чем у больных с полной потерей памяти.

Скорее всего, это означает, что у них развивается болезнь Альцгеймера.

А не обусловлена ли память генетически? Чтобы проверить это, Ричард Майер, профессор психиатрии Колумбийского университета, показал на ряде экспериментов, что даже в 80 лет память у однояйцовых близнецов практически одинакова, а вот у разнояйцовых различается.

Однако другие исследователи полагают, что не стоит уповать только на природу. Если один из близнецов будет работать над развитием своей памяти, а другой нет, то к концу жизни у них будут весьма разительные отличия.

Так что врожденные свойства отвечают лишь за восприимчивость памяти, но отнюдь не за ее объем. Силу этих воздействий изучает доктор Брюс Мак–Кевин, возглавляющий лабораторию нейроэндокринологии в Рокфеллеровском университете Нью–Йорка, в экспериментах с животными. И он пришел к выводу, что если человек попадает в стрессовую ситуацию, он может позабыть все на свете. Но как только стресс проходит, память восстанавливается. Впрочем, если держать человека в стрессе постоянно, то в конце концов все это может отрицательно сказаться на памяти.

* * *

Ну а что может улучшить память? Постоянный ее тренаж. Кроме того, не стоит впадать в панику из‑за пустяковой забывчивости и постараться взять под контроль свои действия – делать пометки в календаре, изобретать мнемонические правила, чтобы лучше запомнить имена тех или иных людей.

Кроме этих советов последнее время исследователи начали поиски таблеток памяти. Впрочем, первые исследования в этом направлении предпринимались еще в 50–е годы XX века.

Чего только не испытывали биологи в поисках вещества, из которого можно было приготовить таблетки памяти! В США был проведен ошеломляющий эксперимент с червями планариями. Они, да будет вам известно, не особенно разборчивы в пище. При случае могут закусить и себе подобным. Этим и воспользовались исследователи. Сначала они провели обучение планарий. По световому сигналу те должны были двигаться в определенную сторону. Когда условный рефлекс был выработан, обученных червей перекрутили в биомассу и накормили ею собратьев. А другая часть получила обычный корм. И вот когда обе группы червей стали снова учить по световому сигналу двигаться в определенную сторону, те черви, которые съели обученных собратьев, приобрели условный рефлекс намного быстрее, чем черви из контрольной группы. Так что же получается, правы были те каннибалы, которые старались съесть мозг поверженного противника, чтобы стать умнее?

Впрочем, дальше экспериментов с червями дело не пошло. И о передаче людям информации химическим путем ничего не слышно. А вот вещества, улучшающие память, уже есть.

Например, Эрик Кандель, профессор Колумбийского университета, вводит немолодым мышам вещество типа дофамина, и они ориентируются в лабиринте, где когда‑то побывали, не хуже своих юных собратьев. А без дополнительной инъекции дела у них шли из ряда вон плохо.

Профессор уверен, что лет через десять подобное лекарство будет продаваться в аптеках.