Щоб зрозуміти, як можна повернути депресивним пацієнтам радість життя, медики підвішують мишей за хвости. Це лише один з численних експериментів, що проводяться в Інституті медичних досліджень ім. Піковера при Массачусетському технологічному інституті поблизу Бостона. Але він найкраще показує, чому керівник лабораторії японець Тонеґава Сусуму вважається основоположником нової форми маніпуляцій мозком. «Підсвічуючи» лазером вміст черепної коробки, він навчився управляти думками піддослідних тварин і робити це з лякаючою точністю.
Вчені використовують для експерименту мишей з типовими симптомами депресії. Перед лицем труднощів вони швидко здаються - зовсім як люди в глибокій печалі. Вчені підвішують гризунів вниз головою, щоб дізнатися, як ті себе поведуть. Різниця впадає в очі практично відразу: нормальні миші щосили крутяться, намагаються видертися на власний хвоста. Депресивні особини виявляють значно менше завзятості і підкоряються долі, як якщо б мозок їм сигналізував: все марно.
Картина різко змінюється, варто тільки вченим осяяти мізки зневірених гризунів синім променем лазера, який підводиться до потрібної точки по тонкому оптоволоконному кабелю. Тварини тут же повертаються до життя, депресію як рукою знімає, і вони енергійно намагаються знайти вихід з настільки жалюгідного становища.
Такий експеримент незвичайний тими процесами, які лазерний промінь запускає в мозку у гризунів (в даному досвіді - виключно самців): дослідники активують мережу генетично маркованих нервових клітин, тих самих нейронів, які кілька днів тому активізувалися, коли в клітку до мишей-самців підсаджували самок . Лазер цілеспрямовано пробуджує спогади про рандеву, що повертає тваринам віру в себе.
Експеримент показує: приємні спогади володіють цілющою силою. Керівник дослідницької групи - 77-річний нейробіолог Тонегава, нобелівський лауреат і видатний фахівець в області імунології - переконаний: «Прийде час, коли наука зможе маніпулювати людським мозком». Він не виключає, що методики, які сьогодні він випробує на мишах, досить скоро зможуть застосовуватися і на людях. Він бачить в цьому шанс для лікування хвороби Альцгеймера, аутизму, депресій. Але є і загроза зловживань: «Так, військові зацікавлені в можливості влаштовувати солдатам противника промивку мізків».
Розмова на мові світла
Тонегава, досягнувши висот у своїй дисципліні, вирішив з'ясувати, де в розгалуженої мережі з ланцюгів нейронів і синапсів зберігаються відбитки пережитих подій, так звані енграми, і як вони утворюються. За формування в пам'яті нового змісту відповідає гіпокамп - серповидна структура в глибинах скроневої частки мозку. В кінці 50-х років хірурги вирішили допомогти одному пацієнту, який страждав важкими епілептичними припадками, і видалили йому гіпокамп з обох сторін. В результаті чоловік, який увійшов в історію науки під ініціалами Г. М. виявився на острові вічного сьогодення: будь-яких нових спогадів у нього не формувалося. Але як виділити в структурах гіпокампу окремі енграми? Як серед багатьох мільйонів тісно переплетених між собою нейронів припинити ті, які несуть пам'ять про перший шкільний день, про проваленому іспиті на права, про млості першої шлюбної ночі? Завдання здавалася нереальною, проте команда Тонегави з нею впоралася - в усякому разі, в дослідах на мишах. Дослідники скористалися досягненнями молодий оптогенетики, що дозволяє Високоселективний активувати окремі нейрони допомогою світла.
Тонегава зумів «порозумітися» з мишами на мові клітин їх мозку - точніше, впровадити в їх свідомість цілком конкретні спогади. Мабуть, це найскладніше зараз втручання людини у взаємодію нейронів.
Один з його проектів полягав в спробі відстежити «комутацію» від нейронів гіпокампу до сусідньої структури мозку. За свою форму остання отримала назву мигдалина, або (по-грецьки) амигдала. У амигдалит спогади отримують емоційну прив'язку. «Мозок оцінює все, що відбувається з нами, - каже Тонегава. - Ми з більшою або меншою інтенсивністю сприймаємо події або як зло, або як благо для нас ». Позитивні і негативні спогади в амигдалит отримують різну локалізацію: попереду - лякають, позаду - приємні. Миші уникають тих місць в своїй клітці, де активізується передня частина амігдали, - припустимо, якщо тварини пам'ятають, що тут їх вдарило струмом. А там, де підсвічуються клітини в задній частині амігдали - наприклад, ті, що зберігають спогади про зустрічі з самкою, - вони вважають за краще залишатися довше. Звичайно, емоційний світ людини занадто складний, для того щоб втиснути його в просту схему «приємного» і «неприємного», визнає Тонегава. Ревнощі і здивування, відраза і ненависть, цікавість і печаль, закоханість і нудьга - все це різноманіття неможливо звести до позитивного або негативного досвіду. Однак за емоційні тонкощі відповідають інші частини мозку. Амігдала забезпечує виключно важливого розмежування на «добре» і «погане». На підставі нейронних мереж Тонегава і його команда довели, що два протилежних почуття знаходяться в постійній боротьбі один з одним: задоволення приглушує страх, а страх не дає насолоджуватися. Душевне здоров'я, вважає вчений, грунтується на рівновазі цих двох станів. «Якщо передня частина амігдали постійно домінує, ми не можемо насолоджуватися життям», - каже Тонегава. Настає клінічна депресія. Щоб її вилікувати, потрібно вплинути на баланс в амигдалит, вважає він.
«Ми підходимо до точки, у якій уже стояли фізики-ядерники та генетики», - упевнений нобелівський лауреат Тонеґава Сусуму
помилкові спогади
Інший феномен, який взялася досліджувати група Тонегави, в світі фахівців відомий під назвою пам'ять, або помилкові спогади. Психологи давно намагаються розгадати, як люди можуть переконано і в найдрібніших подробицях розповідати про те, що з ними ніколи не траплялося. Чому свідки банківського пограбування часом описують не злочинця, а зовсім іншу людину? І як дівчина, яку ніхто не ґвалтував, зі здриганням згадує, як вночі в її спальню прийшов рідний дядько?
Фахівці вважають: у багатьох випадках такі люди впевнені, що говорять правду. Розходиться наука в поясненні механізмів спотворення пам'яті. Перша теорія говорить, що парамнезії виникають внаслідок помилкової компіляції мозком фрагментів справжніх спогадів: обривки реальних подій в пам'яті з'єднуються в вигадані сюжети. Друга теорія припускає, що справжні спогади згодом можуть «фальсифікуватися»: кожна подія, яку ми витягуємо з минулого, заноситься в аннали пам'яті заново. І наступного разу ми «згадуємо» вже не про саму подію, а про те, що «згадали» про нього в минулий раз. Таким чином пережите «обростає» новими подробицями, і версія, що зберігається в пам'яті, спотворюється.
Будемо знайомі
Майбутнє на межі фантастики
Епоха нейроінженеріі настала. Дослідники мозку, за висловом Тонегави, «ось-ось втратять цноту». І тоді фантастичний світ з «Згадати все» може стати реальністю. Необхідні правила, які дозволять розмежувати рятівні і згубні можливості застосування нових наукових знань: «Ми підходимо до точки, у якій уже стояли фізики-ядерники та генетики» ...
«Ми вивчили молекули, синапси і нервові клітини, - говорить Тонегава. - Ми займаємося нейронними ланцюгами, системами і мозком в цілому ». Але це не означає, що незвіданого в нейрології не залишилося. Навпаки, наступний і, можливо, найдивовижніший крок вченим ще належить: «Ми спробуємо змусити два мозку взаємодіяти один з одним безпосередньо».
Поки такі заяви здаються фантастикою, згоден Тонегава, але рано чи пізно його колеги по цеху займуться соціологією, політикою, економікою і навіть мистецтвом. Інструментарій нейробіології дозволить зрозуміти феномен людського суспільства, «і тоді наука про мозок нарешті стане справжньою наукою», - радіє Тонегава. Але чому послужать нові знання? Допоможуть припинити всі війни і вирішити всі конфлікти? Вчений зітхає: «Можливо, людина як вид самознищиться раніше, ніж встигне себе зрозуміти».
Поділитися з друзями: