Странная девочка, которая влюбилась в мозг. Как знание нейробиологии помогает стать привлекательнее, счастливее и лучше
Шрифт:
Но описания связей конкретной области мозга недостаточно, чтобы определить ее функции. Я продолжала работу, пытаясь показать: поражение мозга, локализованное в этих областях коры, вызывает у животных серьезнейшие нарушения памяти, сравнимые по масштабам с нарушениями у Г. М. Это было поистине шокирующее открытие. Дело в том, что до того момента все внимание ученых, занимавшихся исследованием памяти, было сосредоточено на гиппокампе и мозжечковой миндалине. Новые же исследования показали, что нейробиология с самого начала игнорировала «ключевого игрока» – области коры, окружающие гиппокамп и мозжечковую миндалину. Стало также ясно, что этого недостаточно. Тот факт, что отдельные области коры играют важную роль в обеспечении памяти, не означал, что Лэшли был прав. Этот ученый предполагал, что память возникает в результате сложного взаимодействия областей коры, разбросанных по всему мозгу, но ни одна из этих областей не может в одиночку поддерживать память. Мои же
Мои исследования в годы магистратуры помогли распознать две «новые» области мозга и показали, насколько они важны для обеспечения долговременной памяти. Кроме того, благодаря моим результатам обнаружилась еще одна область мозга, расположенная между околоносовой и парагиппокампальной областями коры и гиппокампом. Эта область известна как энторинальная кора. Исследования показывают, что она также играет значительную роль в «системе» областей мозга, необходимых для декларативной памяти. В самом деле, недавно Нобелевскую премию по медицине получили двое коллег из Норвегии: они сумели охарактеризовать основную функцию энторинальной коры в обработке пространственной информации.
Наша университетская исследовательская команда (и я в том числе) предположила, что серьезное нарушение функции памяти у пациента Г. М. должно объясняться повреждением как гиппокампа, так и окружающих его корковых областей. И точно, стоило мне завершить исследование и написать диссертацию, как появился снимок мозга Г. М. – это впервые позволило ученым увидеть своими глазами истинные масштабы поражения его мозга. Историческое МРТ-исследование (метод, позволяющий увидеть структуру живого мозга и визуально различить белое вещество – аксоны от серого вещества – клеток) подтвердило, что у Г. М. действительно поражены не только гиппокамп и мозжечковая миндалина, но и окружающие их корковые области. Это сканирование подтвердило все результаты работы, что я проделала для диссертации. Кстати, та диссертация принесла мне не только ученую степень доктора наук, но и престижную премию Линдсли, которую Общество нейробиологии присуждает за лучшую докторскую диссертацию в области бихевиоральной нейробиологии.
В жизни я никогда не встречалась с пациентом Г. М. Но я очень много думала о его мозге и о том, что он способен и не способен запоминать. Поэтому мне часто казалось, что я хорошо его знаю. Никогда не забуду, как открыла утром 4 декабря 2008 года The New York Times и увидела на первой полосе его некролог. Я впервые увидела настоящее имя человека, которого изучала в течение двадцати лет как Г. М., и это потрясло меня. Генри Молисон. Вероятно, это имя много лет было самым охраняемым секретом нейробиологии: его открыли только после смерти пациента. Ощущение было такое, будто в день смерти близкого друга я узнала что-то очень личное о нем. Тогда, 4 декабря 2008 года, я читала большую лекцию на тему памяти. Я поделилась печальной новостью с аудиторией и даже, кажется, немного расчувствовалась. Должно быть, я показалась слушателям странной, но ничего не могла с собой поделать. Генри Молисон, пациент Г. М., пожертвовал многим в жизни ради того, чтобы мы лучше поняли механизм памяти. За много лет, прошедших с момента операции, он не запомнил ни одного Рождества и дня рождения, у него не могло быть глубоких отношений, он не в состоянии был строить планы на будущее. В день операции он утратил драгоценнейший дар, но его несчастье странным образом обогатило наши представления о мозге и памяти. Я всегда буду помнить его жертву.
МРТ (магнитно-резонансная томография) – мощный и широко применяемый инструмент сканирования мозга. При помощи сильных магнитных полей и радиоволн он формирует изображения органов тела, включая и мозг. Этот прием называется «структурной» визуализацией. Он широко используется для того, чтобы иметь наглядное представление о макроструктуре мозга, включая границу между так называемым серым веществом (телами клеток) и белым веществом (аксональными связями) мозга.
Движемся дальше. Изучение памяти в Национальном институте здоровья и создание собственной лаборатории
В Университете Калифорнии в Сан-Диего я шесть лет изучала нейроанатомию и поведенческие подходы к исследованию связей между ключевыми областями мозга в медиальной височной доле. Изучала я и результаты поражения этих областей. Безусловно, мои исследования были очень важными. Но все же
Эта лаборатория входила в состав более крупной лаборатории Морта Мишкина, того самого нейробиолога, который опубликовал в свое время данные о результатах поражения гиппокампа и мозжечковой миндалины у обезьян и о котором я впервые услышала во Франции. Работая в Национальном институте здоровья следующие четыре с половиной года, я училась регистрировать активность отдельных клеток мозга животных и небольших групп таких клеток в процессе выполнения заданий на запоминание. Такой подход называется поведенческой нейропсихологией. Это мощный инструмент, поскольку вы можете наблюдать, как электрическая активность мозга соотносится с поведением животного. Кроме того, он позволяет вам понять, как конкретные клетки мозга отзываются на то или иное поведенческое задание. Согласитесь, это совсем не то, что изучать последствия повреждения мозга, как в случае с Г. М. Конечно, изучение травм и их последствий иногда переворачивает наши представления о функциях мозга, но такие исследования просто по природе своей могут быть только косвенными. Вы изучаете отсутствие некой функции, которая существовала до травмы. В поведенческой нейропсихологии, наоборот, вы начинаете понимать, как нормальный мозг обычно реагирует на некое задание.
Важно отметить, что в мозге нет болевых рецепторов. То есть микроэлектроды, которые мы используем для записи сигналов, не вызывают у подопытных животных боли. Зато они позволяют нам регистрировать короткие всплески электрической активности (так называемые потенциалы действия, или пиковые потенциалы), которые возникают, когда животное усваивает или вспоминает нечто новое. Я занималась в основном тем, что учила животных играть в видеоигры с обучением и запоминанием, а затем записывала активность отдельных клеток. Я пыталась разобраться, как мозг сообщает о разных аспектах задачи и что происходит с рисунком активности мозга, когда он что-то вспоминает или забывает. Я сосредоточилась на одной из областей коры мозга в срединной височной доле – энторинальной коре – и описывала схемы нейронной деятельности в этой области мозга при выполнении животными заданий на запоминание. Это исследование было единственным в своем роде: никто больше не изучал таким образом энториальную кору. Но я понимала: многое в отношении свойств других важных областей срединной височной доли еще остается неисследованным. Именно этим я хотела заняться в собственной лаборатории.
Четыре года, проведенные в Национальном институте здоровья, были очень ценными и интенсивными, ведь именно тогда я всесторонне освоила поведенческую нейрофизиологию. Основав в 1998 году собственную нейробиологическую лабораторию, я в полной мере воспользовалась приобретенными навыками. С появлением этой лаборатории в моей научной карьере началось самое интересное. К тому моменту я уже десять лет занималась исследованием памяти. Я испытывала невероятное возбуждение от того, что могла теперь разработать собственную исследовательскую программу и разобраться, что же происходит в гиппокампе при формировании новых воспоминаний. Мое желание узнать это зародилось при первом знакомстве с описанием пациента Г. М. Он был способен оценивать окружающее в настоящий момент, но, в отличие от всех нас, не мог удерживать эту информацию дольше, чем его внимание было на ней сосредоточено. Мы теперь знали, что способность удерживать информацию в памяти обеспечивается гиппокампом и окружающими его корковыми областями. Но мы совершенно не представляли, что делают эти клетки для формирования нового воспоминания. Именно этим вопросом я хотела заняться в своей лаборатории.
Первое, что мне нужно было решить в качестве главы лаборатории: какого рода информацию будут запоминать подопытные животные. Требовалось нечто относительно простое, то, что животные могли делать без труда. Но эти задания должны были стать непосильными для животных с поврежденным гиппокампом и окружающих его структурами. Я выбрала следующее задание: животное должно было соотносить определенные визуальные подсказки (к примеру, изображение собаки, дома или дерева) с определенными целями вверху, внизу, слева или справа на компьютерном мониторе. За это ему доставалось вознаграждение. Эта форма памяти, известная как ассоциативная память, представляет собой разновидность декларативной памяти (то есть эта информация может быть осознанно заучена и осознанно же вызвана в памяти). Существовали также надежные свидетельства, что поражение гиппокампа и/или окружающих его структур мозга нарушает способность к усвоению подобных ассоциаций «рисунок – мишень».