Pioner Talks. 30 разговоров сегодня о том, что ждет нас завтра

Мозг устроен иерархически. Помните, как выглядит нейрон из школьного учебника? У него есть много коротких отросточков и один длинный, много дендритов, которые собирают информацию, и один, как правило, аксон – он передает информацию дальше. Обычно каждый нейрон собирает информацию от многих «подчиненных» и передает куда-то одним путем одному начальству. Этот процесс хорошо изучен применительно к зрительной системе, чтобы понять, как именно и какую картинку мы видим. На уровне сетчатки картинка еще более-менее пиксельная, каждая конкретная палочка или колбочка активируется или не активируется в зависимости от того, попадают или нет на нее фотоны, отраженный свет. Но дальше, еще на уровне сетчатки, картинка уже перестает быть пиксельной, дальше информация сразу от многих колбочек сходится на ганглиозные клетки сетчатки. Эти клетки выделяют паттерны в этой информации. Например, есть ганглиозные клетки с он-центром и офф-центром, они реагируют на контраст, на светлое пятно на темном фоне или на темное пятно на светлом. Получается, что уже на уровне сетчатки зрительная система устроена таким образом, чтобы мы замечали контрасты гораздо лучше, чем мы замечаем однородное светлое или темное поле. Это полезно для выживания, потому что что-то контрастное может оказаться, например, тараканом или еще чем-то ужасно опасным. У лягушечек, например, уже на уровне сетчатки есть нейроны, которые так и называются – «детектор жуков». Они реагируют на движущийся объект определенного размера и на определенном расстоянии от лягушки. И оттуда идет по прямой дороге сигнал к мышцам, выбрасывающим язык. Поэтому она не может не выбросить язык, если она видит что-то похожее на насекомое, – так у нее сплетены нейронные сети.

Вернемся к людям. Информация переходит в зрительный нерв от ганглиозных клеток, дальше есть промежуточная станция обработки в таламусе, которая сейчас нас не интересует. Потом сведения уходят на первичную зрительную кору. Там продолжается обобщение информации. Отдельные точки складываются в линии. В следующих отделах зрительной коры информация разделяется на два потока: один отвечает за распознавание образов, другой – за пространственные отношения. Один отвечает на вопрос «что?», а другой – на вопрос «где?». В этот момент мы начинаем воспринимать простейшие геометрические формы. То есть вы вживляете электрод в нейрон, нейрон реагирует, когда вы показываете круги, и не реагирует, когда вы показываете квадраты, например, и не реагирует, когда вы показываете треугольники. И наконец, все это поступает в височную кору, которая тесно взаимодействует с памятью, с гиппокампом, и она уже отвечает за распознавание образов, то есть за понимание того, что вот эта комбинация прямоугольников, овалов и всего остального означает, например, вас, с которым мы разговариваем.

Можно ли изменить воспоминания человека, воздействуя на его мозг?

Формирование нового воспоминания требует синтеза белков. Каждый раз, когда мы записываем какую-то новую информацию (или даже обращаемся заново к уже записанной), она некоторое время остается нестабильной. В этот момент, если каким-то образом вмешаться в работу мозга, воспоминание может не записаться. Это происходит, если у вас когда-то было сильное сотрясение мозга, настолько сильное, что вы попали к врачу, и он вас спрашивал, был ли у вас провал в памяти. Скажем, забыли ли вы события, которые непосредственно предшествовали тому, что было перед тем, как вы упали и ударились головой? Если да, то это дополнительный признак того, что сотрясение мозга оказалось серьезным. То же самое можно делать с помощью фармакологических воздействий. Понятно, что в основном это делают на животных, на животных в нейробиологии вообще можно делать много сложных и удивительных вещей. Например, можно научить мышку, что в этот угол клетки ходить нельзя, потому что там бьют током. Мышка в этот угол клетки ходить не будет. А когда она попадает в тот угол клетки, вы ее стукнули током и одновременно ввели ей в мозг анизомицин – вещество, которое блокирует синтез белка. Если вы это сделали в тот момент, когда у мышки были активированы воспоминания о том, что это место представляет угрозу, то на следующий день она как ни в чем не бывало спокойно туда пойдет, потому что у нее нарушилось «записывание воспоминаний». Людям анизомицин не дают, во-первых, потому что его так просто в виде таблетки не дать, мышкам делают инъекции, причем в мозг. Во-вторых, это не самая безопасная вещь – нарушать у человека синтез белка.