Утешение лазером

Многие из вас испытывали такое чувство, когда с кем-то бесполезно разговаривать: так и подмывает залезть собеседнику в мозг и вручную исправить загогулину, делающую его неспособным к восприятию истины. То есть разговоры разговорами, но в какой-то момент хочется пойти чуть дальше.

Ученые уже давно открыли (Павлов, на собаках), что сознание можно изменять: звонок, кормежка, выделение желудочного сока — а потом кормежка уже не нужна, сок капает при звуке звонка. С людьми, наверное, можно работать так же: показываем подопытной особи памятник Ильичу под гимн Александрова и насильно кормим «Завтраком туриста» или подтухшей колбасой по рупь-девяносто, пока не выработается условный рвотный рефлекс. Но в XXI веке инженерия сознания шагнула гораздо дальше; об этом и будет наш рассказ.

Главный герой истории — нобелевский лауреат Судзуми Тонегава, получивший премию еще в конце 1980-х, за работы по иммунитету. Вместо того, чтобы запить или заняться садоводством, лауреат сделал неожиданный финт: резко сменил научную область с явным намерением за остаток жизни наделать дел еще на одну нобелевку. А занялся он молекулярными механизмами памяти.

О последних работах Тонегавы и его соратников мы писали прошлой осенью: он научился вызывать ложную память у мышей. Напомним вкратце, в чем там дело.

ПРЕДЫСТОРИЯ

Тонегава придумал изящную экспериментальную модель*, позволяющую видеть в мозгу возбужденные нейроны и потом активировать их искусственно. Он ввел мышам ген родопсина (белка, светящегося красным цветом и одновременно умеющего реагировать на голубой свет). Ген был снабжен системой выключателей, которые заставляли его работать (производить родопсин) только в возбужденных нейронах и только в присутствии особого вещества-антибиотика. В результате исследователи получили возможность узнать, какие нейроны возбуждаются в ответ на определенный стимул: для этого надо было только подвергнуть мышей этому стимулу, одновременно давая им в пищу антибиотик. Все активированные нейронные цепи зардеются красивой красной подсветкой.

А если не вскрывать мышам мозг, а вживить им световоды, соединенные с лазером — можно будет по воле экспериментатора снова и снова включать те самые контуры в мозгу, которые активируются данным стимулом. В результате мышка будет вспоминать, что она испытала когда-то. Опыты показали, что мыши и правда вспоминают то, что хочется исследователям, причем можно даже скомбинировать воспоминания о событиях, которые на самом деле никогда не происходили одновременно (в данном случае — болезненные удары током и определенный интерьер клетки).

Это дело прошлое. А сейчас, год спустя, группа Тонегавы вновь потрясла научную общественность следующим шагом в зомбировании мышей: вместо того, чтобы вызывать ложные вопоминания, исследователи стерли из мышиных мозгов память о неприятных, травмирующих событиях. Дело было так.

ИСТОРИЯ

Начали с того места, где остановились в прошлый раз: били мышей током. На этот раз прямо в процессе битья давали мышам антибиотик, чтобы «подсветить» те нейроны, которые запоминают ужас и боль. Потом через вживленные световоды исследователи вновь активировали те же нейроны голубым светом лазера, и мыши тотчас замирали в ужасе. Лазер включали в тот момент, когда мыши заходили в определенную часть клетки, и несчастные грызуны мгновенно научились избегать этой части клетки, хоть ничего плохого с ними там и не происходило (опять ложная память).

К концу этого этапа эксперимента у ученых была на руках популяция мышей, измученных травмирующими воспоминаниями. И вот тут начинается самое интересное: настало время исцелить страдающие души грызунов.

Вы будете смеяться, но утешали мышей сексом. Для мышат мужского пола первый сексуальный опыт — это откровение, о котором вспоминают всю жизнь (можно подумать, что у вас по-другому). Мышам-мальчикам подогнали мышей-девочек, и они наслаждались друг другом и так и этак.

И тут, на пике блаженства, коварные ученые включали свой зловещий голубой лазер!

Тут можно было ожидать различных исходов. Во-первых, мыши могли испугаться, потерять всякую охоту заниматься любовью и предаться сполна своему посттравматическому синдрому. Во-вторых, мыши могли переосмыслить травмирующие воспоминания в свете нового опыта. Оказалось, что все происходит по второму варианту: воспоминаниям о боли не удалось испортить грызунам оргию.

И более того, приятные ощущения от плотского разврата, похоже, начисто пересилили испытанный стресс: теперь мыши безбоязненно входили в ту часть клетки, где исследователи включали свой лазер. Подсвеченные нейроны больше не терзали их сознание, а напротив, навевали крайне приятные мысли: мыши зачастили в те места, которых раньше всячески избегали. Посттравматический синдром был излечен!

Тут есть еще один нюанс, на который поверхностный читатель может не обращать внимание. На самом деле пытка электричеством возбуждает две группы нейронов: в амигдале и в гиппокампусе (то есть в различных отделах мозга). Исцеление от стресса происходило только у тех, кому подсвечивали гиппокампус. Именно эти нейроны оказались способны переориентироваться и счесть приятным то, что раньше считалось мучительным. Нейроны в амигдале такому переключению не поддались: они просто помнят боль и не в силах проассоциировать ее с чем-то хорошим. Тонегава сделал предположение, что амигдала хранит память об абсолютном опыте (больно или приятно), а вот гиппокампус способен переключать воспоминания с одного на другое, отдавая приоритет боли или наслаждению, по обстоятельствам.

ПЕРСПЕКТИВЫ

Представляете, какие возможности открывает эта работа в деле лечения посттравматических расстройств у людей? Берем истерзанного кошмарами ветерана боевых действий — например, доктора Ханта из сериала «Анатомия страсти». Вставляем ему в мозг экспрессионную кассету с родопсином. Заставляем беднягу вспоминать обстоятельства, навевающие кошмар (в случае Ханта — шум вертолетных винтов). В его гиппокампусе подсвечивается соответствующая группа нейронов. И тут мы укладываем бедолагу в постель с актрисой Сандрой О и через вживленный лазер переориентируем злосчастные нейроны на приятное — все, синдром излечен!

(Заметим в скобках, что американские фильмы и сериалы очень густо населены ветеранами Ирака, страдающими посттравматическим синдромом. Во всей Америке, наверное, не найдется столько травмированных Ираком бедолаг, сколько их бегает по экрану, обогащая своими терзаниями сюжетную линию фильма. Любопытно, что в России фильмы и сериалы не менее густо населены ветеранами Чечни или Афганистана. Но есть разница: наши ветераны — обычно выкованные из чистой стали борцы со злом на стороне добра, носители абсолютной внутренней цельности. Наверное, есть и другие фильмы, с другими ветеранами, — надломленными, жалкими, обманутыми преступной властью недочеловеками, — но я их давно не видел. А вот в американских сериалах эти свойства совмещаются в одних и тех же героях, что говорит о цельности национальной мифологии и отсутствии трагического разлома в тамошнем обществе. Ну и занесло же меня, да?)

Проблема пока в технических деталях: генно-инженерных манипуляциях с ветеранами и особенно вживлении световодов в мозг. Как мягко выразился Тонегава, его методики на данный момент «чересчур инвазивны», чтобы перенести их в клиническую практику. Однако чем черт не шутит, лет через десять научатся ученые манипулировать воспоминаниями и у людей (для их пользы, разумеется). И спальня доктора Ханта не будет по ночам оглашаться воплями, плачем и скрежетом зубов.

А от частных воспоминаний можно ведь перейти и к более общим проблемам, затрагивающим прогресс всего человечества. Понимаете, мы ведь все знаем, в какую сторону он идет, этот самый прогресс. И в Турции, и в Шри-Ланке, и на Кубе, и в Екатеринбурге все уже давно перекрасно понимают, где хорошо, и где плохо. Проблема в другом: чтобы начать двигаться в нужном направлении, многим потребуется такая глубина самоосуждения и саморазвенчания, растаптывания всего, что считалось священным — что это просто невозможно сделать, не повредив психического здоровья людей. Пример нынешней России это отлично иллюстрирует. Тут-то и понадобится глубокая переоценка всего на свете путем перепрограммирования нейронов гиппокампуса.

Поэтому вся наша надежда — на голубой лазер Тонегавы. Других вариантов уже точно нет.

(По-английски о последних опытах Тонегавы можно прочитать в Science).

* Примечание. Мы тут мимоходом бросались разными словами — гены, переключатели, экспрессионные кассеты. На самом деле молекулярно-генетическая часть этой истории — самая увлекательная. Разработке этого инструментария Тонегава посвятил десятилетия, прежде чем начал получать действительно сенсационные результаты по управлению памятью. В результате возникла целая область науки — «оптогенетика», — за которую упорный японец из Массачусетского Института Технологий еще вполне может получить вторую нобелевку.

Суть идеи в том, чтобы управлять возбуждением нейронов через введенный в них белок родопсин (тот самый, что реагирует на свет в нашем глазу и генерирует сигнал, поступающий затем в мозг). Для этого делают то, в чем, собственно, и состоит инструментарий молекулярной генетики: берут кодирующую часть гена и присобачивают к нему в начало выключатели от других генов. У каждого гена есть такие выключатели, которые врубают его, например, в определенном типе ткани или при определенных условиях среды. И хитрость в том, чтобы собрать из этого конструктора систему, удовлетворяющую требованиям опыта.

В случае Тонегавы это кодирующая часть гена канального родопсина, выключатель («промотор»), реагирующий на возбуждение нейрона, и еще один выключатель, активируемый антибиотиком доксициклином. Второй выключатель нужен для того, чтобы выделить из потока впечатлений (активирующих разные нейроны) именно те, с которыми исследователи намерены работать. Для этого нужно просто сочетать эти впечатления с дозой антибиотика, и кассета заработает: нейроны засветятся и станут реагировать на голубой свет, вновь возбуждаясь. Понимать это с непривычки нелегко, но единожды поняв, можно использовать в самых разнообразных условиях эксперимента.