Борислав Козловский /

Прошлый опыт можно перезапустить

Нобелевский лауреат и его конкуренты заставляли мышей раз за разом погружаться в старые кошмары

Иллюстрация: Corbis/Fotosa.ru
Иллюстрация: Corbis/Fotosa.ru
+T -
Поделиться:

Вообразите себе событие, которое вы хотели бы заново пережить. Во всех подробностях. Ничего не меняя. Вручение Пулитцеровской премии? Прыжок с парашютом? Свадьба? Развод? Две статьи, которые опубликовали день в день главные научные журналы планеты Nature и Science, рассказывают, как записывать и воспроизводить воспоминания в полном объеме по первому требованию.

Работа в Nature подписана именами сразу двух классиков нейронауки. Судзуми Тонегава из MIT уже заработал Нобелевскую премию в 1987-м — тогда он расшифровал генные механизмы иммунитета человека. У него в соавторах Карл Дейзерот из Стэнфорда, отец оптогенетики (науки о том, как дирижировать нашими нервными клетками при помощи света). А с конкурирующей работой в Science выступил Марк Мэйфорд, глава лаборатории в институте Скриппса, на типичную статью которого ссылаются в нескольких сотнях других исследований (по меркам рутинной научной работы, и 10 ссылок — уже заявка на успех; на среднестатистическую публикацию из тех же Nature или Science, которые максимально жестко отбирают и отсеивают статьи, ссылаются всего около 50 раз).

Пока выводы касаются мышей. Для большей части грызунов опыт начался с инъекции вируса в мозг, а закончился в препараторской, где этот мозг, разрезанный на тонкие слои, разглядывали под ультрафиолетом в микроскоп.

Любое переживание оставляет в мозгу вещественный след — его часто называют энграммой. Когда мы прыгаем первый раз с парашютом, возбуждается определенная группа нервных клеток. Чтобы пережить прыжок снова, нужно заставить работать именно эту группу. Как это сделать? Для начала в момент прыжка нужно пометить активные нейроны. Лучшая метка — рецептор, который, как антенна, выступает из клетки наружу и ждет сигнала. Таким сигналом может стать молекула лекарства или луч лазера, направленный вглубь мозга — и вот вы снова делаете мысленный шаг из самолета в пустоту с громоздким мешком за спиной. В лицо резко бьет воздух, внизу что-то вроде Google Maps — ну и еще миллион мелких подробностей, которые ускользают от внимания, когда вы просто пересказываете эту историю из прошлого друзьям.

Ученые давно догадались, что искать корни энграмм нужно в гиппокампе: именно здесь хранится картотека воспоминаний. Но как пометить в момент запоминания только активные нейроны этого участка, не трогая все остальные? Свежевозбужденные нервные клетки выдает бурная деятельность гена c-fos. Поэтому рецепторы привязывали только к таким клеткам (собственно, для этого и понадобился сконструированный к случаю вирус: он запускал производство рецепторов и внедрял их в клеточную мембрану).

У мышей Тонегавы рецептор (родственник вещества в сетчатке глаза, канальный родопсин-2) реагировал на свет. Поэтому мышам в мозг ученые провели оптоволокно, чтобы у тех в буквальном смысле «вспыхивало в голове». Когда по оптоволокну приходил свет, и включались рецепторы, мыши вели себя точно так же, как если бы переживали событие из прошлого: если после укола их били током, они замирали, а если обошлось без электрошока, то бегали, как ни в чем не бывало.

Мышам Мэйфорда достались другие рецепторы — химические: они чувствительны к молекулам клозапин-N-оксида, лекарства против шизофрении (похоже, его выбрали только потому, что поведение препарата в мозгу и его рецепторы особенно тщательно изучены). После укола клозапина мыши — по всем внешним признакам — переживали кошмарное воспоминание заново.

Что это обещает нам в будущем? Вместо семейного альбома или шкафа с видеокассетами — коробку таблеток, по одной на случай, чтобы по новой пройти через самые важные события в жизни. Но есть и прагматические (и более достижимые) задачи, например борьба с посттравматическим стрессом. Чтобы избавиться от самых тяжелых воспоминаний, терапевты заставляют оживить их во всех подробностях, и тогда травма теряет прежнюю силу.

Комментировать Всего 5 комментариев
кино становится реальностью

Борислав, спасибо за интересную информацию, похоже, что следующим этапом и впрямь может быть искусственное создание участков в мозгу, отвечающих за события, которых не было (Welcome to "Total Recall"! :)

но вот это не совсем понятно: 

"Чтобы избавиться от самых тяжелых воспоминаний, терапевты заставляют оживить их во всех подробностях, и тогда травма теряет прежнюю силу."  - не лучше ли просто "перекрыть доступ" к этим воспоминаниям? если это, конечно, возможно 

правда, тут вспоминимается другой фильм - "Eternal Sunshine of the Spotless Mind"

но ведь действительно, если можно уже (как в фильме) локализовать какие-то воспоминания, не значит ли, что их можно не только реактивировать, но и стереть?

как бы не пришлось ходить на всякий случай в чёрных очках

Эту реплику поддерживают: Алексей Воеводин, Илья Нилов

Интересно. Действительно, если мы сможем контролировать свои воспоминания и впечатления, то наверняка станет возможным и "вживлять" их ? Жить чужой жизнью, как в том же Total Recall Верхувена.

Хотя скорее всего все будет совсем не так безоблачно, появятся наркотики, симулирующие любые удовольствия и выплески адреналина и начнется...

Будущее все ближе ;)

Чтобы перезапустить  прошлый опыт, надо иметь запись ( в реальном времени) всех наборов клеток, активированных тем или иным воспоминанием, то есть некоторый внешний хард-драйв, где бы это все лежало. Иначе откуда знать, что именно надо активировать ?

Эту реплику поддерживают: Владислав Вязовский, Сергей Любимов

Я тоже недавно делал эксперимент с Clozapine-N-oxide, и это был наверное самый интересный опыт, который у меня был. Мы экспрессировали рецептор, чувствительный к Clozapine-N-oxide. в одном полушарии мозга, и записывали активность нейронов в обоих полушариях (на самом деле у нас нет эндогенных рецептров к Clozapine-N-oxide: Clozapine-N-oxide и Clozapine (лекарство "от" шизофрении ) - это разные вещи). Когда мышь была под наркозом, нейроны "замолкали" - переставали производить спайки, и мышь, соответственно теряла сознание. Но когда мы делали ей инъекцию Clozapine-N-oxide, то нейроны в одном полушарии "просыпались", в то время как другая половина мозга пребывала в депрессии. Но мышь не просыпалась, хотя довольно значительная часть мозга вроде как бодрствовала. И в этом то и всё дело: главное не то, что нейроны активны, а то, каким образом они вовлечены в активность - какие типы нейронов, в каких областях коры, в какой последовательности они активируются, какой паттерн их активности и т.д. Следы памяти распределены каким-то образом в разных обширных областях коры, и мы пока не знаем, как именно "энграммы" закодированы, и я не уверен, что так вот просто можно вызвать определённые воспоминания просто неспецифически активируя большие популяции нейронов.

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов

Да, думаю революции  пока не получилось. Сначала надо понять и механизм кодировки "энграмм", и главное - примерное устройство аналога файловой системы в мозге и способы сортировки и вызова "файлов" оттуда. Думаю, химические препараты могут лишь потенцировать воздействие каких-то других эффекторов - или даже осознаного регулирования. Возможно, следует сочетать опыты на мышах с опытами (иного плана, без ущерба здоровью) на человеке.

Эту реплику поддерживают: Владислав Вязовский