Во что мы верим, но не можем доказать. Интеллектуалы XXI века о современной науке

ТЕРРЕНС СЕЙНОВСКИ — специалист по вычислительной нейробиологии, исследователь Медицинского института Говарда Хьюза. Сотрудник Института биологических исследований Солка и Университета Калифорнии в Сан-Диего, где исследует принципы взаимосвязи между механизмами мозга и поведением. Автор книги «Вычисляющий мозг» (в соавторстве с Патрисией Черчленд).

Как мы помним прошлое?

На этот вопрос можно ответить по-разному, в зависимости от того, кто вы — художник, историк или ученый. Как ученый я хочу знать, какие механизмы отвечают за хранение воспоминаний, и в каких частях мозга они хранятся. Нейрофизиологи добились невероятного прогресса в исследовании нейронных механизмов научения. А я верю (но пока не могу доказать), что в поисках места, где находится долговременная память, все мы смотрим не туда, куда надо.

Меня поражает моя способность помнить детство, хотя почти все мое тело сегодня состоит из других молекул, чем в детстве, — в частности, молекулы моего мозга непрерывно заменяются новыми. Несмотря на этот кругооборот молекул, я во всех подробностях помню места, где жил 50 лет назад — я никогда не вызывал в памяти этих воспоминаний, но их легко проверить.

Если молекулы клеток мозга все время меняются, то почему мои воспоминания сохраняются в течение 50 лет? Мне кажется, что субстрат долгосрочной памяти находится не в клетках, а вовне, во внеклеточном пространстве. Это пространство — не пустое. Оно наполнено плотным веществом, связывающим клетки и помогающим им поддерживать форму. Подобно рубцовой ткани, это вещество с трудом рассасывается и меняется очень медленно, если вообще меняется. (Это объясняет, почему шрамы на теле сохраняются десятилетиями, хотя клетки кожи все время обновляются.)

Моя догадка основана на серии классических экспериментов, связанных с соединениями между двигательными нейронами и мышечными клетками. При активации этих нервно-мышечных соединений мышца сокращается. Если нерв, активирующий мышцу, поврежден, нервная ткань перерастает в соединение и формирует особые нервные окончания. Это происходит даже в том случае, если мышечные клетки также повреждены. В этом случае «память» о контакте хранится во внеклеточном веществе нервно-мышечного соединения — базальной оболочке. Возможно, внеклеточное вещество синапсов мозга также обладает подобными свойствами и вполне может поддерживать целостность связей, несмотря на появление и исчезновение молекул внутри нейронов.

Как можно доказать, что внеклеточное вещество отвечает за долгосрочную память? Моя теория предполагает, что, если внеклеточное вещество будет разрушено, воспоминания исчезнут. Такой эксперимент можно провести с помощью энзимов, избирательно разрушающих компоненты внеклеточного вещества, «выбивая» одну или больше ключевых молекул посредством молекулярных генетических техник. Если я прав, то все мои воспоминания — делающие меня уникальной личностью — хранятся в мозговом экзоскелете. Внутриклеточная механика хранит воспоминания лишь временно и решает, какие из них стоит поместить в более надежное внеклеточное хранилище. Возможно, это происходит, когда мы спим. Возможно, когда-нибудь мы сможем добраться до этого экзоскелета памяти и увидеть, на что похожи наши воспоминания.

Джон Хорган

ДЖОН ХОРГАН — независимый журналист и писатель, пишет о науке. Автор нескольких книг, в том числе «Конец науки» [14]и «Рациональный мистицизм: послания с границы между наукой и духовностью».

Я верю, что нейробиологи никогда до конца не расшифруют нейронный код, тайный язык мозга, и поэтому никогда не смогут читать мысли других людей без их согласия.

Нейронный код — это программное обеспечение, алгоритм или набор правил, с помощью которых мозг превращает «сырые» сенсорные данные в звуки, образы, воспоминания, решения, смысл. Полная расшифровка нейронного кода в принципе позволила бы ученым с совершенной точностью отслеживать деятельность разума и манипулировать им. Например, прозондировать мозг подозреваемого в террористической деятельности на предмет воспоминаний о прошлых атаках или планов будущих операций. Проблема в том, что, хотя мозг всегда действует в соответствии с определенными общими принципами, нейронный код отдельного человека уникален, сформирован его индивидуальной личной историей.