Страница 2 из 3
В первые месяцы жизни Эдварда в Осло они стали близкими друзьями – в том числе и потому, что оказались в похожей ситуации: оба находились в поиске дела всей жизни.
Первой дисциплиной, выбранной Эдвардом в университете, стала неорганическая химия, но он довольно быстро понял, что этот предмет ему не по душе. Он планировал попробовать другие естественные науки, но тут ему на глаза попалась книга, повернувшая мысли в другое направление. На Эдварда произвела огромное впечатление работа Зигмунда Фрейда «Толкование сновидений», в которой ученый описывает свои и чужие сны и утверждает, что их содержание – ключ к пониманию человеческой психики.
«Я хотел разобраться, почему люди поступают так, как поступают, и почему им снится то, что снится, был ли Фрейд прав, утверждая, что сны являются ключом к пониманию работы человеческого сознания. Именно поэтому я увлекся психологией», – говорит Эдвард Мозер.
Мэй-Бритт лишь покачала головой, узнав, что Эдвард принимает всерьез настолько ненаучные гипотезы, но она разделяла его интерес к психологии. Еще с детских лет, проведенных в тесном контакте с природой и животными, она задавалась вопросами о том, каковы основы поведения людей и животных.
Итак, осенью 1983 года оба оказались в лекционном зале на курсе психологии. Довольно быстро они поняли, что сильнее всего их привлекает одна конкретная область этой науки – биологическая психология, в рамках которой ученые использовали естественнонаучный инструментарий, чтобы обнаружить биологическую основу поведения людей и животных. Обоих озарило: именно этим они хотят заниматься в будущем.
Руководитель курса Карл Эрик Греннесс дал им специальное издание журнала Scientific American – книгу «Мозг», которая познакомила их с крупнейшими достижениями биологической психологии и нейробиологии последних лет[4]. За предшествующие несколько десятилетий в психологии под влиянием новых открытий в нейронауке, биологии и химии произошла настоящая революция. Они осознали, что поступили в университет в тот момент, когда психологи начали понимать, каким образом мозг обучается и как это проявляется в поведенческих реакциях человека и животных. Ученые выяснили, что обучение заключается в выстраивании связей между нейронами, которые «общаются» с помощью синапсов. А память основана на повторной активации тех же самых нейронов, что были задействованы в обучении. В полученной от лектора книге они прочли о пионерских исследованиях американского ученого Эрика Кандела, проводившего эксперименты с нервной системой аплизии. Несмотря на то, что строение нервной системы этого моллюска крайне примитивно, он способен к обучению. Нейроны этого моллюска одни из самых крупных в животном мире и достигают в диаметре 1 мм. Их можно увидеть невооруженным глазом, благодаря чему моллюск представляет собой идеальный объект исследования[5].
У аплизии имеется один естественный рефлекс: в случае опасности она втягивает жабры. Кандел взял этот рефлекс за основу для своих экспериментов. Он научил аплизию отличать безопасное прикосновение (привычное) от прикосновения, которое должно было вызывать у нее обостренную реакцию (сенсибилизация). Последнее всегда сопровождалось ударом электрического тока. Кандел выяснил, что различные формы обучения – привыкание, или габитуация, и сенсибилизация – оставляют различный след на нейронах. Нейроны, которые обучались посредством сенсибилизации, отращивали дополнительные синапсы для втягивания жабр по сравнению с нейронами, привыкшими к безопасным прикосновениям. Это стало первым доказательством того, что процесс обучения отражается на физиологическом уровне в нервной системе[6]!
Эдвард Мозер и Мэй-Бритт Андреассен были страшно разочарованы, узнав, что в Норвегии нет научных лабораторий, ведущих исследования в области биологической психологии. Однако вскоре они обнаружили нечто куда более интересное: оказалось, что в Университете Осло работает группа ведущих мировых нейробиологов, изучающих ключевую для памяти и обучения структуру головного мозга – гиппокамп.
Гиппокамп
Уже первые исследователи мозга обратили внимание на структуру под названием гиппокамп, которая располагается в височной доле, в нескольких сантиметрах вглубь от височной кости. Во-первых, бросается в глаза форма этой структуры – гиппокамп напоминает морского конька, на латыни Hippocampus. Впервые это название употребил итальянский анатом Джулио Аранци в 1564 году. А еще раньше эту часть мозга называли cornu ammonis, то есть Аммонов рог – по имени египетского бога Аммона[7], которого изображали с изогнутыми рогами. Интерес к гиппокампу подогревался тем, что его находили в мозге всех млекопитающих – от самых примитивных до наиболее высокоразвитых. Это говорило о том, что гиппокамп выполняет какую-то очень важную, ключевую функцию.
Когда в конце XIX века ученые начали проводить эксперименты с окрашиванием тонких срезов мозга, то заметили, что нейроны и синапсы гиппокампа очень упорядочены и, можно сказать, красивы. Сначала идет слой клеток определенного типа, чьи отростки тянутся к еще одному слою клеток, а потом и к третьему. Эти три слоя получили название dentate gyrus, то есть зубчатая извилина, содержащая поля CA1 и CA3. Аббревиатура CA расшифровывается как cornu ammonis – так первоначально называли весь гиппокамп. Окрашивание нейронов показало, что гиппокамп имеет очень отчетливую структуру и обладает обширными связями с другими отделами мозга. Очевидно, это очень важно, но что именно это означало?
В 1953 году у ученых появились первые догадки.
В августе того же года один молодой мужчина оказался на операционном столе в американской клинике. Звали его Генри Густав Молисон, и нейробиологи всего мира знают его как «пациента HM»[8]. В возрасте 10 лет он начал страдать от эпилептических припадков. Болезнь могла спровоцировать незначительная травма головы, полученная им ранее при столкновении с велосипедистом, в результате которого он на пять минут потерял сознание. Но с тем же успехом недуг мог оказаться наследственным: некоторые родственники по отцовской линии тоже страдали от эпилепсии.
Когда Генри исполнилось 16 лет, у него стали случаться сильные припадки. Он мог упасть в обморок, обмочиться, прикусить язык, страдал от сильных судорог в руках и ногах. Несмотря на это, ему удалось окончить школу и устроиться на работу в автомастерской, а также на фабрику по изготовлению печатных машинок. Чтобы смягчить припадки, Генри принимал большие дозы противосудорожных препаратов, но вскоре пришлось бросить работу, а к 27 годам ситуация усугубилась настолько, что он и его родители были готовы на хирургическое вмешательство.
Многим пациентам с эпилепсией помогало удаление небольших областей мозга, в которых локализовались очаги эпилепсии. В случае Генри Молисона, однако, врачам не удалось достаточно точно установить область, подлежащую резекции, даже после целого ряда тестов с закрепленными на голове электродами. Поэтому нейрохирург Уильям Бикер Сковилл предложил экспериментальную операцию, которая ранее применялась только у пациентов, страдавших серьезными психическими заболеваниями, к примеру шизофренией. Он предложил удалить фрагменты медиальных височных отделов обоих полушарий мозга. У значительной части пациентов очаги эпилепсии локализовались именно там, поэтому предполагалось, что операция даст Генри шанс на лучшую жизнь.
Конечно, в результате пациент лишался обоих гиппокампов, но на тот момент не было оснований предполагать, что без них ему не обойтись. О функциях гиппокампа было известно еще очень мало. Один британский исследователь описал всю сумму знаний о гиппокампе следующими словами: «Самое поразительное в гиппокампе – анатомическая элегантность его структуры, подробно изученная в последние годы. Это разительно контрастирует с тем, как мало мы понимаем о назначении этой элегантности»[9].
4
Scientific American, 1979.
5
Kandel, 2006.
6
Эрик Кандел получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2000 г.
7
В написании латиницей встречается как Amon, так и Ammon – Прим. науч. ред.
8
По его инициалам в оригинальном написании имени – Henry Gustav Molaison.
9
Судя по всему, автором цитаты является Ларри Вайскранц. Сама цитата была напечатана в обзорной статье Альфа Бродаля о гиппокампе. Цит. по: Crompton, Alistair, «Hippocampus and the Sense of Smell. A Review, by Alf Brodal». Brain 2010: 133, 2509–2513. В оригинале Вайскранц сформулировал свою мысль так: «The striking aspect of the hippocampus is the anatomical elegance of its structure, revealed in detail in the past few years. In contrast there is really appalling ignorance about what this elegance means».