Поиск - новости науки и техники

Кочергой по памяти. Ученые рекомендуют средство от забывчивости.

Мы знаем, что такое память: это способность мозга хранить и воспроизводить информацию и накопленный опыт. Известно и от чего она зависит: от состояния нервной системы. Какова психика – а она у всех разная, – такова и память. И если у счастливцев она отличная, то несчастные с ней просто мучаются… Все вроде бы ясно, но вопросы все равно остаются. Например, почему нечто для нас важное нередко забывается на следующий день, а всякая ерунда, услышанная случайно, надолго застревает в голове? Почему воспоминания детства, хотя прошли десятки лет, остаются, а события недавние улетучиваются? Как наука все это объясняет и, главное, в состоянии ли она нам помочь?
С немудреными этими вопросами “Поиск” обратился к директору Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН члену-корреспонденту РАН Павлу Балабану. Этими исследованиями он занимается больше 40 лет, еще со времени учебы на биофаке МГУ.

– Выбором научного направления я обязан моему отцу, – рассказывает Павел Милославович, – преподавателю иностранного языка. Он размышлял, почему в одинаковых условиях одним студентам язык дается легко, а другим – нет. Мне это было интересно, я помнил об этом, когда выбирал специализацию. С точки зрения физиологии хотелось понять, что такое память. Можно ли ее регулировать и улучшать, попробовать разобраться, как работает этот удивительный механизм…
Одну из своих недавних лекций я назвал “Память человеческая и нечеловеческая”, подразумевая память животных. Ведь уже в начале 70-х годов прошлого века стало ясно: изу­чение людей толком ничего не объясняет. Исследуя же грызунов и улиток, можно буквально “влезть” в нервную систему, “пощупать” ее, вникнуть в то, что там происходит (у улиток всего 20 тысяч нейронов, в то время как у человека 200 миллиардов). Можно было попробовать узнать, в частности, есть ли у низкоорганизованных животных ассоциативная память.
– В каких случаях она действует?
– Когда удается ассоциировать два совпавших во времени события. И одно вызывает память о другом. Элементарный пример: вы входите в ванную и, не глядя, протягиваете руку за полотенцем (вы помните, что оно постоянно там висит). То же и у животных: определенный, повторяющийся звук или запах предупреждает их об опасности или о наличии пищи. Фактически речь идет о выработке условных рефлексов. Нам удалось провести такие опыты на улитках, между прочим, обогнав американцев аж на три года!
– И что показали опыты?
– Что работа памяти – процесс адаптации организма к окружающей среде. Память может быть разной: долговременной, промежуточной, кратковременной, а еще – пространственной и рабочей. И ее механизмы всегда хотя бы чуточку, но отличаются. Даже у низкоорганизованных животных есть разные формы памяти.
– И все-таки существует ли ответ на вопрос, почему одним везет с этими механизмами и они все помнят, а другим – нет?
– Как это часто бывает в науке, ответ и есть, и нет. Если гипотетически поставить 100 людей (или животных) в абсолютно одинаковые условия, то примерно 15% ничему новому не научатся никогда. Столько же научатся мгновенно, а 70% – в зависимости от условий эксперимента. Картина типичная. И если мы хотим понять, как действует этот механизм, то 70% надо учить на совесть.
Все зависит от нашего генетического фона. От того, какие медиаторы (химические вещества, выделяемые нервными клетками) у нас вырабатываются и в каком количестве. Фактически это особенность работы мозга. У нас примерно одинаковый набор медиаторов – 200-300. И от того, как они перемешиваются, какой “коктейль” получается в итоге, зависит, запомнит человек данную ситуацию или нет. Изменяя баланс медиаторов, можно добиться, чтобы память в конкретной ситуации отлично работала.
– Значит, памятью можно управлять?
– В некоторых пределах – да. Есть старинный анекдот: отец и сын сидят перед камином. Сын говорит: “Папа, я счастлив – мы сидим с тобой у камина и мирно беседуем. Я хочу запомнить эту картину на всю жизнь”. Папа в ответ берет кочергу и сильно бьет сына по ноге со словами: “Теперь ты наверняка это запомнишь”. Отец оказался прав: при ударе происходит болевой шок и выделяются медиаторы. Благодаря им яркое (из-за боли) воспоминание останется в памяти навсегда.
При долговременном запоминании обязательно выделяются определенные химические молекулы. Как и при эмоциональных реакциях. Если вы никак не реагируете на информацию, то, скорее всего, вы ее и не запомните. Это ответ на ваш вопрос: почему некоторые сообщения мы помним, а другие – нет? По всей вероятности, если вы что-то запомнили, значит, эта информация вас заинтересовала, возможно, натолкнула на воспоминания, возникли ассоциации. И у вас выделяются ровно те же медиаторы, что у сына в анекдоте при ударе кочергой. Они и через 10, и через 20 лет будут выделяться.
Теперь мы подступаем к очень важной проблеме: что значит вспомнить? Оказалось, это процесс активный. Мы не просто по мере надобности “достаем” из тайников памяти нужную информацию. В отличие от компьютера наш мозг не перебирает факты, отыскивая искомый: их для этого слишком много. Мозг мыслит образами, ему необходим определенный контекст.
– Что под этим подразумевается?
– Допустим, вы не были в Париже, не видели Эйфелеву башню. Поэтому ее образ ассоциируется у вас с многочисленными снимками или телепередачами. Если же были, то в памяти всплывает вид самой башни и Марсова поля и берега Сены… Это и есть контекст. Вне его память либо “работать” не в состоянии, либо приобретает другое качество, становясь абстрактной. Этим мы и отличаемся друг от друга.
– А как в огромном хранилище наш мозг находит нужную информацию?
– Скорее всего, по контексту. Вы видите контур Эйфелевой башни, однако не можете вспомнить, что это или где ее видели. Но пытаетесь воспроизвести обстановку, ситуацию, в которой это произошло. Их ваш мозг и “выдает”. Это точно установлено.
– Если памятью можно управлять, регулировать, то как использовать это знание? Что нужно делать, чтобы улучшить, активизировать работу памяти?
– Точных рекомендаций, к сожалению, нет. Мы уже говорили: чтобы постараться накрепко запомнить одно небольшое событие, лучше “ударить себя кочергой”. Но нельзя это делать непрерывно: организм привыкнет, и эффект усиления воздействия на память пропадет.
– А почему мы лучше помним детство?
– Потому что события, с ним связанные, наиболее яркие, эмоционально окрашенные. Вряд ли запомнится то, что мы тогда ели или как были одеты. Потому что действие памяти должны подкреплять эмоции.
– Выходит, у человека эмоционального (жизнерадостного) с памятью дело обстоит лучше, чем у других?
– Только когда это касается эмоций. Если, скажем, математик обнаруживает формулу, подтверждающую его теорию, эмоции его захлестывают. Но даже эмоциональный человек не будет реагировать, если ему неинтересно. Все мы индивидуальны, к каждому, особенно в школе, нужен свой подход.
– И все-таки, можно ли помочь людям, которые с памятью маются?
– Сегодня мы знаем, что и как надо делать, чтобы укрепить память, но добиться этого трудно. Необходимо обнаружить именно те нейроны и те связи, на которые нужно воздействовать, доставив туда определенную молекулу, выполняющую роль лекарства. Пока таких способов у нас нет.
– Над чем вы сейчас работаете?
– 10-12 лет назад было открыто удивительное явление. Если напомнить человеку о конкретном событии, то в этот момент запускается механизм “стирания” памяти о нем, и оно “записывается” заново. Все равно, что открыть готовый компьютерный файл и сохранить его повторно. Примерно то же происходит и с памятью. Это очень важно для понимания ее работы – появляется возможность ее подкорректировать.
Расскажу о старом опыте, который сегодня получил новое толкование. Двадцати художникам показали характерную картинку египетской кошки и попросили ее нарисовать. Через неделю повторили задание, но выполнить его нужно было по памяти. И так 10 раз. Художники были абсолютно уверены, что у них получилась именно та, изначальная, кошка, однако десятый рисунок вообще не походил на оригинал. Потому что память нас подводит. Мы вспоминаем то, что помним, но не всегда то, что было на самом деле. Так мы реагируем на изменения окружающей среды. И это хорошо: если бы память не могла приспосабливаться, мы не сумели бы адаптироваться к условиям жизни. Невозможно помнить все досконально – неминуемо произойдет перегрузка. Никакой мозг этого не выдержит, поэтому он позволяет себе что-то забывать.
Но возникает следующий вопрос: как хранится память? Известно, что память реализуется через белковые молекулы. Синтез белка в организме происходит постоянно, поскольку, в среднем, молекулы белка живут всего два-три дня. И если этот механизм (белковый синтез) остановится – человек умрет. Но оказалось, что есть самовоспроизводящиеся белки, которые обеспечивают работу памяти (совсем недавнее открытие). И теперь мы стараемся выяснить, на какие именно связи нейронов нужно подействовать, чтобы восстановить или улучшить память. Уже появляются технологии на наноуровне, благодаря которым десятки молекул можно будет адресно доставлять к тем нейронам, которые необходимо активизировать. Такие методы сейчас разрабатываются, и, надеюсь, лет через 10-20 начнется их практическое освоение.
Мы пытаемся установить, при каких условиях действует механизм стирания памяти. Какие молекулы, в частности, уничтожают белки. Оказывается, что самая простая молекула оксида азота (его вырабатывают и нервные клетки), попадая в нужное место, разрушает белок. А ведь что такое воспоминание? Это когда избирательно активируется только та огромная сеть нервных клеток, которые отвечают за это воспоминание. И биохимическая активность этих избирательно активированных нейронов даже сильнее, чем при выработке памяти. Это большой шаг вперед: если раньше мы действовали практически наугад, то теперь начинаем понимать, как работает этот механизм. Уже ясно, каким будет следующий шаг: если потребуется, мы попробуем вмешаться в этот процесс, чтобы каким-то образом его подправить. Есть предположение, какие молекулы (а их целое семейство) способны изменять работу небольшой нейронной сети. Сегодня это самая востребованная область исследований, поскольку относится к работе механизмов памяти. Каждый год по этой тематике появляется масса серьезных статей.
– А на практике эти исследования будут использованы?
– Да. Если выясним, какие молекулы отвечают за хранение памяти, то постараемся вмешаться в эти процессы. Медицина будущего сможет влиять на регуляторы памяти. И если память начнет ослабевать, появится возможность ее усилить. Чтобы разобраться в действии этих процессов, думаю, нужно еще лет 10, возможно, 20, но вряд ли больше. Вопрос в том, кому удастся это сделать первым. Если эти исследования памяти будут финансироваться, то, учитывая знания и опыт, которым располагают отечественные ученые, мы вполне сможем обогнать многочисленных зарубежных коллег. У нас и сегодня есть готовые работы, которые на Западе пока что даже не совсем понимают, эксперты не знают, как отнестись к некоторым нашим статьям. Важно, что есть подвижки и в России: в конце декабря Минобрнауки РФ признало первой приоритетной задачей в области биомедицины изучение мозга. Почти сенсация…
– Можно ли применить принцип управления отдельными нейронами для лечения нейродегенеративных заболеваний?
– Безусловно. Открытие нового принципа работы нервной системы поможет регулировать процессы, происходящие в головном мозге. Это будет не столько лечение, сколько исправление неправильно работающих клеток через корректировку их генетического аппарата. И этот подход станет основой будущей терапии любых расстройств мозга.

Юрий ДРИЗЕ
Фото Николая Степаненкова

Нет комментариев