Небольшое вводное замечание. Научная редакция сообщества «Сноб», как читатели могли заметить, стоит на последовательно материалистических позициях. Не то чтобы это было нашим твердым личным убеждением: скорее, занять такую позицию нас вынуждают обстоятельства. Отчего-то на данном историческом этапе дремучие и невежественные люди предпочитают обращать свой ум к духовным скрепам, несказанным тайнам и прочим возвышенным сущностям (а 30 лет назад они же, например, с тем же выражением лица исповедали законы диалектики и примат бытия над сознанием*). Ну вот мы и встали в синий угол, раз красный — тот, где висят образа, — уже занят известно кем.

В результате наши полемические выступления порой мучительно напоминают диспуты Остапа Бендера с ксендзами Кушаковским и Морошком. Если вы помните книжку,  все персонажи этих сцен, включая оратора, оппонентов, а также восхищенных молчаливых слушателей, суть фигуры комические. Нам неловко выставлять читателей или комментаторов в комедийном амплуа, а потому приносим свои извинения тем, кто относится ко всему этому — вроде примата духа над косной материей, творческого начала в эволюции вселенной или Всеблагого Провидения — серьезно. Мы вообще не об этом: мы доносим новости естественных наук до широкой аудитории. И да простит нас Бог.

На этом введение заканчивается, и начинается собственно научно-популярный текст.

В предыдущей заметке рассказывалось о том, как ученые обнаружили в мозгу червяка нейроны, отвечающие за выбор между романтикой и комфортом, а в человеческом мозгу — то место, где гнездится ксенофобия и набожность. Сегодня мы продолжаем нигилистическую тему «Высокие порывы души суть порождение низменной слизи». На этот раз нейробиологи нашли в мозгах у мышей-полевок супружескую верность, а у людей — долговременную память. На самом деле с памятью мы чуть-чуть преувеличили, там речь идет всего лишь о гипотезе, но и это может показаться кому-то любопытным. Итак.

Любовь в голове

Мыши-полевки выгодно отличаются от обычных мышей по многим параметрам. Во-первых, они не грызут гречку в шкафу и не гадят в сахарницы. Во-вторых, вообще относятся к семейству хомяковых, а не мышиных. В-третьих, самец и самка полевки, в отличие от легкомысленных мышей, сохраняют друг другу супружескую верность всю жизнь.

Этот последний феномен и привлекает к себе особое внимание ученых. Уже давно выяснено, что все дело в окситоцине: «гормон нежности» выбрасывается при первом половом контакте полевок в таком количестве, что грызун при всем желании никогда не сможет преодолеть его химический диктат. Однако до сего дня было непонятно, что там происходит на уровне нейронов (то есть какие именно клетки мозга ловят этот химический сигнал и преобразуют его в поведение).

Но на ежегодной конференции американского Общества нейробиологии в прошлую среду ученые из Нью-Йорка доложили о прорыве на этом направлении.

Есть в мозгу такая штука размером с орех. Называется «прилежащее ядро», но чаще по-иностранному — «нуклеус аккумбенс», и находится там, где передняя часть коры загибается вниз и назад к «промежуточному мозгу», то есть примерно над вашей гортанью. Многие слышали об этом нуклеусе, потому что там происходит много интересного. Например, именно там находятся дофаминовые нейроны, вроде бы отвечающие за механизм формирования наркотической зависимости. А если по-научному, там гнездятся «механизмы вознаграждения»: этим органом мозг решает, что надо делать, чтобы стало хорошо.

Биологи приделали к мозгам полевок миниатюрный приборчик типа микроскопа, который отслеживал движение кальция в нейронах. Больше кальция — активнее нейрон. И вот при предъявлении самцу полевки его единственной самки некая группа нейронов вспыхивала ярчайшей активностью. А при встрече с обычной самкой, даже весьма привлекательной по полевочным стандартам, эти нейроны оставались равнодушными.

Конференция — это все же не научный журнал, и выводы ученых следует считать предварительными. Интересно бы было удалить или как-то инактивировать эти нейроны, и со злорадством наблюдать, как полевка пускается во все тяжкие и предается «чудесной влюбленности без продолжения», которую столь пылко воспевает уважаемая Арина Холина. Но так далеко эксперименты ученых пока все же не зашли.

Память в дырках

Нельзя сказать, что про механизм долговременной памяти до сих пор ничего не было известно. Известно многое, и в 2000 году физиолог Эрик Кандель даже успел получить за это Нобелевскую премию. Мы как-то уже писали об этом: Кандель изучал моллюска аплизию, а именно больно бил ее по хвосту и одновременно гладил по сифону, приучая к тому, что в ответ на поглаживание надо выпускать чернила. Аплизия запомнила урок, а Кандель отметил, как при формировании памяти определенные нейронные синапсы растут и крепнут. Итак, память о событии есть просто устойчивая система нервных синапсов, и когда по ним пробегает импульс, мозг «вспоминает» что-то, а когда синапсы, оставшись без употребления, деградируют, наступает забвение.

Но проблема вот в чем. Нейронные синапсы — довольно динамичная штука, быстро появляются и легко исчезают без тренировки. Белки, которые управляют этими процессами, тоже нестабильны. Как же получается, что память о трамвае на Трубной площади в г. Москве хранилась в моей голове столько лет безо всякого внешнего подкрепления? Надо, видимо, искать что-то более долговечное, чем белки.

Возможно, это «что-то» нашел знаменитый Камилло Гольджи еще в XIX веке. Он заметил (многие сперва говорили, что старику померещилось), что некоторые нейроны как будто опутаны тончайшей сетью. Ее потом так и назвали — «перинейронная сеть», и оказалось, что состоит она из белков и сахарных остатков, крепко связанных в некую материю, напоминающую хрящ.

Этим «хрящом» и занялся Роджер Цзянь — ученый из Калифорнии китайского происхождения**, получивший в 2008 году Нобелевскую премию совсем не за это. Вернее, поручил заняться своим аспирантам. Вдохновила его следующая научная работа: авторы выяснили, что разрушение участков перинейронной сети с помощью ферментов способно изменять у подопытных крыс глубоко укоренившиеся привычки.

Перед аспирантами была поставлена задача: выяснить, действительно ли эта самая сеть настолько стабильна, что можно заподозрить ее в связях с механизмами долговременной памяти. И вот на ежегодной нейробиологической конференции — на той самой, где другие ученые рассказывали про влюбленных полевок, — аспиранты Цзяня доложили: белки перинейронных сетей очень устойчивы и не обновляются как минимум в течение полугода, а то и всю мышиную жизнь.

А дальше оставалось понять, при чем же тут память. Исследователи вырастили культуру нейронов и заставили ее образовать новые синапсы. И с удивлением отметили, что там, где появляется синапс, сетка растворяется, образует дырку, и именно в дырке синапс растет свободно и вольготно. Потом вывели мышей, у которых отсутствовал фермент, растворяющий белки сетки. Ну и что бы вы думали: мыши плохо учились из-за плохой памяти (никак не могли запомнить, что за звоночком последует удар током).

Итак, вырисовывается картинка: сам синапс недолговечен, но когда он возникает (то есть когда закладывается воспоминание), в перинейронной сети образуется дыра. И эта дыра в дальнейшем указывает нейрону, что тут должен быть синапс во что бы то ни стало, ибо этот синапс соответствует памяти о чем-то важном. И вот такая память вполне может сохраняться пожизненно. Мои воспоминания о трамвае на Трубной тоже, возможно, определяется парой-тройкой дыр в перинейронных сетях.

Роджеру Цзяню на конференции подпевала канадка Барбара Сорг. Вы замечали, что если нюхать кокаин, то замечательно запоминается всякая чепуха? Ах да, вы его никогда не нюхали, потому что это вреднющий наркотик и людям его нельзя. Но Барбара выяснила, что у подсаженных на кокс зверюшек перинейронная сеть растет со страшной скоростью. А разрушение этой сети в некоторых частях мозга может, в свою очередь, легко стереть эти навязчивые кокаиновые воспоминания. Доктор Сорг думает, что этим способом когда-нибудь можно будет лечить торчков; пожелаем ей успеха.

Напомним еще раз: то, что перинейронные сети отвечают за долгую память, — это пока гипотеза. Все еще может измениться. Но такой обвал научных работ, представленных на одной конференции, подсказывает, что это все неспроста.

О двух исследованиях, упомянутых в этой заметке, можно прочесть по-английски здесь и здесь.

_____________

* Интересно, что при такой полярной смене мировоззренческой парадигмы быдла практические выводы — сажать в тюрьму гомосексуалистов и побивать камнями девушек, сделавших аборт, — остались практически неизменными. Вот как они достигают такой стабильности?!

** Между прочим, доктор Цзянь — прямой потомок древней Шанхайской царской династии.