Лестница, ведущая к празднику

Лев Кокин| опубликовано в номере №1059, Июль 1971
  • В закладки
  • Вставить в блог

Одна из интереснейших научных загадок – проблема памяти с ее тонкими нюансами, впечатлительностью, эмоциональностью. Мы научились строить электронные машины с фантастически емкой и надежной памятью. Но они никогда не заменят память человеческую. Понять механизм памяти и, возможно, научиться управлять ею – значит облегчить процесс обучения человека, процесс создания интеллектуальных ценностей, значит, наконец, найти и принципиально новые пути конструирования о думающих машин». Л. Кокин рассказывает в своем очерке о работе молодых ученых Института биофизики в Пущине над решением этой интереснейшей проблемы.

Был изнурительно жаркий летний день. В лаборатории шел опыт. По локоть погрузив руки в застекленный ящик, старший научный сотрудник Кристи Культас методично выдавала «на-гора» срезы мозговой ткани. Тогда я еще не видел образцов толщиною 600 ангстрем. И Кристи еще не пробовала их получать. На том этапе работы готовили образцы для изучения под обычным, световым микроскопом, для более грубого сравнительно с теперешним изучения. Были те образцы раз в сто толще. Однако же и при этом в сорок раз уступали папиросной бумаге. Нередко листочки рвались, и тогда в рабочем журнале под соответствующим номером делалась соответствующая запись. Удачные листочки тут же обрабатывались химикатами. Это делал Аркадий Буданцев.

Время от времени Кристи вытаскивала руки из ящика, сбрасывала кожаные на меху перчатки и усиленно дула на посиневшие от холода пальцы. В тридцатиградусную жару зябкие ее жесты выглядели странно. Но в ящике-криостате было градусов на тридцать пять холоднее. Срез за срезом, срез за срезом отделялись листочки замороженной мозговой ткани. Временами Аркадий и Кристи менялись местами.

Опыт на пятьсот срезов мог продлиться сутки: отложить ничего нельзя, методика позволяла получить результат только на свежих тканях.

Чего они добились тогда и чего добивались теперь, на куда более высоком, электронно-микроскопическом уровне? Задача была: получить картину «расселения» определенных химических веществ, так называемых медиаторов, в определенной области мозга. Задача была, как говорили когда-то землепроходцы, положить эту область на карту. Не на географическую, разумеется, и не на топографическую, хотя слово «топография» присутствует в названии этой «топохимической» карты. Чтобы тот исследователь, кому послужит она лоцией в его исследовании мозга, смог судить до ней о структуре определенных участков и об обмене веществ в них. Об их строении и их деятельности. И, таким образом, вести свой корабль не вслепую.

Впрочем, он, тот исследователь, тот будущий плаватель по океану Мозга, вовсе не был отвлеченным понятием, а товарищем по пущинскому Институту биофизики, по совместной работе. Область мозга, которую стремились «положить на карту» гистологи и нейрохимики из лаборатории физико-химических и физиологических основ памяти, руководимой кандидатом медицинских наук А. Н. Черкашиным, – эту область выбрала Ольга Сергеевна Виноградова, кандидат наук, электрофизиолог. За несколько лет совместной работы этот участок мозга стал их общей любовью. Кристи Культас называет его ласкательно: «гиппокампик», – а изображение легендарного морского чудища с головою лошади и рыбьим хвостом украшает рабочую комнату Кристи, как герб. Мозговой гиппокамп получил от него свое имя.

Это было лет сто назад, и примерно тогда же была открыта лимбическая система мозга, часть которой составляет гиппокамп. Открыватели называли ее брутальной – животной, в противовес системе интеллектуальной...

О том, что они заблуждались, их коллеги начали догадываться спустя лет сто. Догадки возникли при обстоятельствах трагичных. После того, как при операциях на мозге один из нейрохирургов рисковал удалять часть гиппокампа, тяжелые эпилептики выздоравливали, но с их памятью в ряде случаев творилось неладное: прекрасно помня прошлое, они больше не могли запомнить ничего нового. То, что было до операции, больной помнил в подробностях, а врача, регулярно его осматривавшего, каждый раз встречал как незнакомого...

Так расположенный в височной доле мозга гиппокамп, а вместе с ним и вся лимбическая система оказались причастны к одной из великих научных проблем – к проблеме Памяти.

Кто-то из корифеев сказал: человек – это то, что он помнит. Только благодаря способности запоминать, запоминать и помнить формируется человеческая личность. Без человеческой способности помнить не могло бы сложиться человеческое общество.

Сколько лет жизни тратим мы на учение? Да что там лет! Век живи – век учись! И даже когда стараемся не запомнить – понять, все равно работает наша память. Ведь «понять» – это значит запомнить и научиться пользоваться... Сколько придумано мнемонических правил, облегчающих запоминание, сколько педагогических приемов! Если бы удалось выяснить, каким образом совершается в мозгу этот чудесный процесс, если бы удалось раскрыть механизм запоминания (а затем научиться на него воздействовать), – одно это означало бы грандиозный успех человечества.

Но проблема еще шире. «Узнать, как помочь людям, страдающим недостатком памяти; как предотвратить ее ослабление в старости; как ее улучшить в молодости, когда нужно так много узнать и запомнить; как, на каком принципе строить машины, обладающие технической памятью... масса вопросов – клинических, педагогических, технических – группируется вокруг проблемы Памяти...» Так говорят сами ученые.

Сегодняшние их представления о том, как устроена память, не бесспорны и не единогласны. Большинство все же склоняется к одной схеме. (Тут надо, однако, иметь в виду, что научная истина не провозглашается большинством голосов, хотя чем правдоподобнее гипотеза, тем больше у нее сторонников. Впрочем, по словам Гёте, «гипотезы – это леса, которые возводят перед зданием и сносят, когда здание готово».)

Итак, согласно наиболее распространенному мнению, в явлениях памяти взаимодействуют два «механизма»: кратковременной и долговременной памяти. Первый из них более или менее ясен. Это циркуляция возбуждения в цепи нервных клеток – нейронов, она характеризуется изменением их электрической активности. Что касается механизма долговременной памяти, – он скорее всего связан с биохимическими процессами; их изменения, по-видимому, и кодируют информацию...

Наибольший интерес в этом плане привлекают к себе места стыка нейронов (синапсы) и вещества – связные между ними, вещества-посредники, так называемые медиаторы. Не от них ли непосредственно зависят процессы памяти?.. Допуская это, необходимо проследить в подробностях, как происходит взаимодействие обоих механизмов, перевод информации из кратковременной в постоянную память. Печальная ошибка нейрохирурга при операциях височной эпилепсии подсказала физиологам, где искать ответ на этот вопрос. (Поначалу, правда, сочли, что иссечение гиппокампа разрушает кратковременную память. Но вскоре выяснилось, что она не страдает. Человек, например, в состоянии какое-то время поддерживать разговор – иначе и этого

бы не мог. Оказалось, что кратковременная память сохраняется, а вот перевод ее в постоянную – нет.) Одной из первых подхватила «подсказку» О. С. Виноградова.

В ее распоряжении были электрофизиологическая методика и подопытные кролики. Начались бесконечные серийные опыты. Кролика подвергают тому или иному воздействию, например, света или звука. По ходу опыта меняют силу сигналов, их частоту, длительность. Как реагируют на это нейроны в разных слоях гиппокампа? Подведенные к ним электроды ведут репортаж из глубины кроличьего мозга. Чтобы получить полный «портрет» нейрона, приходится восемь часов держать его на булавочном острие. И кролик в течение всего опыта должен оставаться спокоен. Если он разнервничается, – весь опыт насмарку. Это, кстати, существенная методическая особенность любой работы по изучению мозга, особенность, которая частенько вынуждает исследователя поломать голову... Портрет нейрона отнимает восемь часов работы, и нужно обследовать десятки, сотни нейронов, чтобы «положить на карту» – уже на физиологическую карту – эту загадочную область мозга.

Чувствуете? Ведь параллельно гистологи и нейрохимики составляют свою карту. «Ага! – говорят им физиологи. – Вот тут нейроны повели себя своеобразно. Какова тут их структура и химия?» «Ага! – говорят они физиологам. – Вот на этом участке строение клеток и химия синапсов необычны. Как там ведут себя эти нейроны в опыте?!» Природа «конструирует» себя настолько целесообразно, что связь между устройством и функцией рано или поздно всегда выявляется.

Постепенно обе карты накладываются друг на друга. Структура, химизм, функция при этом как бы освещают друг друга. Вот что дает комплексная работа, вот что значит массированное наступление на проблему.

Физиология плюс биохимия плюс гистохимия плюс электронная микроскопия плюс изотопная методика...

  • В закладки
  • Вставить в блог
Представьтесь Facebook Google Twitter или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.

В 4-м номере читайте о мрачном предании довлевшем  над родом князей Юсуповых на протяжении двух веков, о жизни и творчестве Максимилиана Волошина, русском и советском ученом, ставшем в 1904 году лауреатом Нобелевской премии Иване Петровиче Павлове, о популярнейшем актере Сергее  Маковецком, об истории создания картины «Портрет дамы с дочерью» Тициана, новый остросюжетный роман Виктора Добросоцкого «Белый лебедь» и многое другое...



Виджет Архива Смены

самое обсуждаемое

в этом номере