Роуз С. Р79 Устройство памяти. От молекул к сознанию: Пер с англ icon

Роуз С. Р79 Устройство памяти. От молекул к сознанию: Пер с англ


Смотрите также:
Роуз С. Р79 Устройство памяти. От молекул к сознанию: Пер с англ...
«хм «Триада»
Абдул-Баха. Ответы на некоторые вопросы. Пер с англ. Спб.: Единение, 1995. 234 с...
Перевод К. Семенов Редактор В. Трилис Пер с англ...
Г. И. Баренблатт; авт пер с англ изд., испр и доп., при ред участии В. М. Простокишина...
Указатель произведений литературы...
Новые поступления литературы (июль сентябрь 2002) математика инв. 62350 в 161. 8 Б 93...
Ялом И. Я 51 Лжец на кушетке / Пер с англ. М. Будыниной...
Ялом И. Я 51 Лжец на кушетке / Пер с англ. М. Будыниной...
Ялом И. Я 51 Лжец на кушетке / Пер с англ. М. Будыниной...
Ялом И. Я 51 Лжец на кушетке / Пер с англ. М. Будыниной...
Ялом И. Я 51 Лжец на кушетке / Пер с англ. М. Будыниной...



Загрузка...
страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   31
вернуться в начало
скачать
Глава 3

относительно памяти — это вопросы нейробиолога, ищущего способы расшифровать память как Розеттский камень мозга. Возможно, очерк моей собственной жизни поможет понять смысл тех поисков, которым посвящены следующие главы.

Я был предвоенным ребенком. В Британии слово «предвоенный» всегда означает период до 1936—1945 гг.: таким образом, речь не идет о десятках мелких неоколониальных войн, которые позже на протяжении 45 лет вела самая опытная в мире и, пожалуй, наиболее дорогостоящая армия. Во время Второй мировой войны мой отец, сионист и антифашист, ушел добровольцем в армию, и я рос у родителей матери в скромном пригороде северо-западного Лондона — одном из пунктов классического пути миграций евреев ашкенази, которые в начале века пришли из России и Польши и осели в восточной части Лондона. Они воспитали меня как прилежного школьника, респектабельного еврейского юношу, как старшего внука, потворствуя моему раннему развитию и, по мнению некоторых, так меня испортив, как не портили собственных старших сыновей и дочерей. Дело в том, что я начал читать детские книжки по естественной истории, излагавшейся в форме эволюционных «сказок просто так», которые сегодняшнее телевидение, благодаря Дэвиду Эттенборо, рассказывает гораздо лучше. Отец вернулся с войны, счастливый возможностью продолжать формирование подающего надежды интеллектуала. Когда мне исполнилось восемь лет, я получил в подарок «Происхождение видов» Дарвина и химический набор. По правде говоря, я смог продвинуться дальше первых глав полученной книги лишь спустя много лет, но идея была мне хорошо известна из книжек по естественной истории, прочитанных ранее. Теперь я каждую субботу просиживал с другими мальчиками в задних помещениях синагоги и объяснял им, пока меня не унимал педель, почему нет нужды выдумывать бога, чтобы понять, как человек произошел от обезьяны, а еще раньше — от амебы и как Земля была оторвана от Солнца проходившей поблизости звездой (популярная в то время теория). Что было до этого? Очень просто: Вселенная произошла в результате мощного взрыва, а перед тем вообще ничего не существовало; в это «ничего» было так же легко поверить, как в бога (я и сейчас не нахожу противоречий в безупречной логике этого постулата).

^ Как возникают воспоминания

49

Эволюция служила теоретической основой, а химия давала метод. Я часами колдовал в садовой беседке, мыл пробирки и выполнял случайные поручения местного аптекаря в обмен на реактивы и химическую посуду (его сын впоследствии стал преподавателем биохимии в медицинском училище; по-видимому, сыграла роль жизненная среда). Мы ставили «опыты», пользуясь поваренной книгой (иногда они удавались), и проводили бесконечные часы, пытаясь получить взрывчатые смеси для изготовления ракетного топлива. Наука для меня была уже не только средством познания мира, но и средством его изменения, хотя я не читал Маркса даже в адаптированных для детей изданиях.

Чтобы поставить старшего сына на путь, ведущий наверх, мои родители поместили меня в привилегированную школу в северо-западном районе Лондона, в которой введено было много ограничений с целью оградить ее от давления проживавших в округе евреев — родителей школьников. Число евреев среди учеников не могло превышать 10%, дабы не портить репутацию заведения. Но именно эта привилегированная школа стала для меня ступенью на пути в ряды поборников социальных перемен в Британии. Опыты по запуску ракет в садовой беседке естественно привели к увлечению физикой и химией в школе. Иудаизм связывал бога и семью, и я не был в состоянии разорвать эту связь. Оглядываясь назад, я думаю, что отчаянно стремился вырваться из удушливой атмосферы городской окраины. Честолюбие, эскапизм и надежда получить стипендию привели меня в Кембридж, где я хотел изучать естественные и общественные науки, чтобы познавать и изменять мир.

Что служит ключом к пониманию Вселенной? Несмотря на учение Дарвина, биология в основном казалась лишь собранием историй о нашем мире, возможно, более правдоподобных, чем сказки Редьярда Киплинга, но не позволявших что-либо объяснять и, опираясь на объяснение, изменять и направлять. Химия, физика, математика — это были полноправные научные дисциплины, они объединяли мир, а не дробили его на осколки, из которых бессистемно складываются калейдоскопические фигуры. Упорядоченность, упрощение, выработку правил — все это, наверное, я стремился найти в науке.

Как в науке, так и в жизни? Я начал студенческую жизнь, будучи увлеченным, но не слишком сильным шахматистом, считая шахматы игрой, требующей только рассудочности и

4—6.5."!

50

Глава 3

умения мыслить логически. Но, играя вечерами партию за партией, я стал, к своему недоумению, убеждаться, что некоторые соперники всегда обыгрывали меня, хотя я был уверен, что на самом деле они были ничуть не сильнее. Садясь с ними за доску, я теперь знал, что проиграю, еще до того как делались первые ходы. Уверенность в себе покидала меня по мере того, как росла у моих соперников, и я играл против них все слабее и слабее. Почему это происходило, почему эмоции (иррациональные эмоции) мешают успеху в такой чисто рассудочной игре, как шахматы? Я бросил их, не в силах преодолеть отвращение перед собственной неспособностью победить эту слабость, и стал играть в покер. Это игра, где успех зависит не от случая, а скорее от соревновательного настроя, при котором чувство превалирует над рассудком; к тому же она оказалась гораздо более прибыльной. Я понял, что рассудок нельзя отделить от чувства, как бы нам того ни хотелось. Но даже сегодня я часто ловлю себя на мысли, что мне грозит опасность забыть этот урок, хотя проблемы, для которых он важен, относятся к числу фундаментальных проблем стратегии моих исследований, а их разрешение должно было бы заложить основы стратегии жизни.

Между тем мягкая настойчивость моих университетских воспитателей побудила меня добавить к числу изучавшихся мною наук физиологию. Не имея формальной физиологической подготовки, не зная наружного строения организмов и взаимоотношений между ними, я начал знакомиться с функциями их кровеносной и дыхательной систем и даже с работой мозга. Как выяснилось, эти функции тоже подчиняются определенным правилам, поддаются математическому моделированию и изучению с помощью физических приборов, имеют определенную химическую основу. Я открыл для себя новую увлекательную область, пограничную между химией и физиологией, которая называлась биохимией; этого слова я никогда даже не слышал в школе. Стремление к новизне и явная неспособность к математике, все больше тормозившая изучение физики, однозначно определили выбор дальнейшей специализации.

Обстановка в Кембридже конца пятидесятых годов благоприятствовала занятиям биохимией. Собственно говоря, сама эта наука рождалась именно здесь в десятые — двадцатые годы нынешнего столетия, а с тридцатых годов биохимия Кембриджа, главой которой был Фредерик Гоуленд Хопкинс, занимала

^ Как возникают воспоминания 51

ведущее положение в мире. И хотя в пятидесятые годы популярность биохимии пошла на убыль и ее стала дерзко оттеснять более молодая соперница — молекулярная биология (в свою очередь возникшая в физических лабораториях Кавен-диша, всего в двух сотнях метров от биохимического отдела), она сохранила огромный интеллектуальный потенциал. Поэтому, еще будучи студентами, мы и бровью не повели, когда однажды утром, войдя в холл нашего отдела, нашли его залитым шампанским по случаю присуждения Нобелевской премии одному из наших учителей, Фредерику Сэнгеру, за расшифровку структуры небольшого белка — гормона инсулина. Это достижение представлялось нам столь же интересным, как открытие двойной спирали ДНК, сделанное в Кавендишских лабораториях тремя годами раньше Уотсоном и Криком (которые, как теперь всем известно, использовали рентгеноструктурные данные Ро-залинды Франклин).

Нам внушали, что за биохимией будущее, и многие из нас соблазнились этим. Лишь много позже я осознал, какое наследие оставил Гоуленд Хопкинс, сформировав стиль нашего отдела. Убежденный либерал, он создал свою лабораторию в тридцатые годы, чтобы дать работу целому поколению беженцев из нацистской Германии, которые впоследствии и в Англии, и в США заложили основы современной биохимии, за что получили целую кучу Нобелевских премий и увидели свои имена во всех учебниках: это были Ганс Кребс, Фриц Липман, Эрнст Чейн, Альберт Сент-Дьёрди и многие другие. Еще более примечательно то, что в лаборатории Хопкинса сложилась группа молодых биологов левого направления, которые в тридцатые годы стремились изменить мир согласно социалистической доктрине и учению Маркса с такой же страстью, как развивать зачатки рациональной биологии. К их числу принадлежали Дж. Д. Бернал, Дж Б. С. Холдейн, Дороти и Джозеф Нидхэмы. Не •удивительно, что по наивности я принял остаточный радикализм окружения за радикализм самой биохимии.

Ко времени окончания мною университета в 1959 г. уже сформировалась молекулярная биология. Bee яркие исследователи стремились работать в этой области. Мне представился случай взяться за диссертацию по вирусам для получения первой ученой степени, но я отказался. Строение ДНК и белков было уже известно, а что еще можно сделать в молекулярной биологии? Теперь нужно было использовать биохимические

4*

52

Глава 3

методы лля понимания функций, а что могло быть более загадочным, чем функция мозга? Каково самомнение, когда любой здравомыслящий человек мог бы увидеть, что начиналась великая эпоха молекулярной биологии, которую Гюнтер Стент ретроспективно назвал классическим периодом. В Кембридже предложить мне работу по биохимии мозга было некому, и мои наставники отправили меня назад в Лондон. Здесь я прибыл в огромную, красного кирпича психиатрическую клинику на холме Денмарк, где размещался институт психиатрии Модели.

Названный в честь выдающегося психиатра прошлого века, институт выглядел захудалым после оживленного Кембриджа: кучка беспорядочно разбросанных зданий в отнюдь не престижном районе южного Лондона, в которой по невежеству я не смог распознать центра, где формировались главные направления британской психиатрии во время и после Второй мировой войны. Однако очень скоро я воспрянул духом при мысли, что исследования, к которым я намеревался приступить, могли хоть в какой-то степени объяснить и улучшить состояние жалких существ, которые время от времени попадались мне в парке или в коридорах. Биохимический отдел занимал одно крыло относительно нового здания, довольно далеко отстоявшего от самой клиники. В нем работала горстка университетских преподавателей (хотя их преподавательская деятельность сводилась к минимуму и они в основном занимались исследовательской работой), а также лаборанты и студенты вместе с несколькими приезжими американцами.

Верховным руководителем этой маленькой империи был миниатюрный, но суровый шотландец Генри Мак-Илвейн, который до прихода в институт в конце 40-х годов занимался микробиологией. Поступив к нему в отдел со страстным желанием использовать биохимию для объяснения работы мозга, я вскоре понял, что моего нового шефа интересуют вопросы совсем иного рода. Мозг потребляет непропорционально большое (по отношению к его весу) количество кислорода и глюкозы, поступающих из кровяного русла, и работа лаборатории некоторое время была посвящена выяснению причин этого. Значительная часть этих веществ используется при синтезе одного из ключевых биохимических агентов — аденозинтрифосфата, или АТФ, как принято сокращать это название. Применяя в качестве метки радиоактивный фосфор,

^ Как возникают воспоминания

53

Мак-Илвейн со своими сотрудниками показал, что АТФ в свою очередь используется при биосинтезе белков особого типа — фосфопротеинов, которые в большом количестве содержатся в мозгу. Их роль оставалась непонятной, но было известно, что при повышении электрической активности мозга в них возрастает включение радиоактивного фосфора. И вот мне было поручено попытаться получить в чистом виде и идентифицировать те ферменты мозга, которые участвуют в синтезе и расщеплении фосфопротеинов.

Хотя я не мог понять, каким образом изучение этих ферментов помогало «решить проблему мозга», эта работа была мне по силам благодаря хорошей биохимической подготовке. Когда я взялся за нее, то попытался найти ей место в общей стратегии исследований и разобраться в специфике работы лаборатории, в которую забросила меня увлеченность проблемами мозговой деятельности. Очень медленно я начинал понимать, что вопреки своей неброской внешности явно антихаризматичный Мак-Илвейн был ключевой фигурой в только еще зарождавшейся тогда (50-е и начало 60-х гг.) новой научной дисциплине — нейрохимии, или биохимии мозга.

Наименования чрезвычайно важны в науке. В начале нынешнего века, еще до появления биохимии как самостоятельной дисциплины, разрозненные группы исследователей интересовались применением химических методов для изучения физиологических процессов и уже разрабатывали на некоторых факультетах университетов проблемы биологической химии или химической физиологии. Собираясь вместе для обсуждения вопросов, представлявших взаимный интерес, на заседаниях существовавших тогда физиологических и химических научных обществ они делали первые шаги к завоеванию независимости. Затем они начали проводить собственные специализированные конференции, стали называть себя биохимиками; были созданы новое общество и новое издание для публикации исследований — «Биохимический журнал» (Biochemical Journal) — два наиболее чтимых атрибута научного истэблишмента. В США ученым нового профиля не удалось так решительно порвать с прошлым: их журнал, основанный примерно в то же время, что и «Биохимический журнал» в Англии, даже теперь, после выхода 260 томов, сохраняет название «Журнал биологической химии» (The Journal of Biological Chemistry). При наличии общества и журнала исследовательская группа приобретает

54

Глава 3

известный корпоративный статус: формирует собственные научные традиции и критерии достоверности, определяет важные и второстепенные проблемы и проверяет правильность оценок, публикуя посвященные им статьи. Еще важнее то, что для развития новой дисциплины в университетах создаются новые отделы или факультеты, которые начинают готовить собственных специалистов, предоставляя им возможности для научной работы и продвижения по служебной лестнице. В этом смысле биохимия была повсеместно признана как наука в конце Второй мировой войны.

Каково же было положение тех, кому было тесно в рамках старой биохимии и кто хотел разрабатывать ее применительно к какой-нибудь специальной проблеме (например, к проблеме развития и деления клетки) или к отдельной ткани, в нашем случае ткани мозга? В 50-х годах в различных биохимических лабораториях страны, даже в Кембридже, работали лишь единичные ученые, интересовавшиеся вопросами мозговой деятельности. Для большинства других мозг был просто удобным источником ткани, подобно печени или мышцам. Действительно, самые ранние биохимические исследования иногда проводились на мозге голубей; однако их цель состояла не в познании специфических особенностей мозга, а в решении общих проблем биохимии, касающихся любой животной ткани. Постановка такой универсальной задачи выглядела вполне оправданной ввиду значительного сходства биохимических процессов не только в разных тканях одного организма, но и у самых разных видов (например, АТФ был обнаружен у мух и грибов, у человека и в листьях дуба). Мы всегда пытаемся совместными усилиями выявить и всеобщие, и уникальные признаки изучаемых нами систем.

Тем не менее новое поколение биохимиков мозга, подобно прежним специалистам по биологической и физиологической химии, хотело общаться не только с теми, кто работал на печени, почках или тканях растений, но прежде всего с другими учеными, имевшими дело с мозгом. Кроме того, нужны были контакты с представителями ряда давно сформировавшихся дисциплин, тоже занимавшихся мозгом, — нейрофизиологами, нейроанатомами, возможно даже с психологами. Но здесь возникла неожиданная дилемма. Как ни странно, оказалось, что не только биохимики в большинстве своем не склонны были признать особое положение мозга среди других тканей, но даже

^ Как возникают воспоминания 55

представители отдельных областей нейробиологии не особенно отстаивали его. Биохимики со своими методами измельчения и гомогенизации тканей и экстракции из них очищенных веществ обычно разрушали все специализированное и уникальное в мозгу, уничтожали сложную упорядоченную сеть нервных клеток с их затейливой формой и необычными электрическими свойствами. Однажды, когда я делал срезы мозга и готовился провести анализ, измельчая ткань в гомогенизаторе — этом лабораторном варианте кухонного миксера, в лабораторию пришел мой знакомый, занимавшийся разработкой математических моделей взаимодействия между нервными клетками. Понаблюдав с минуту или две за моей работой, он грустно покачал головой и, вздохнув, промолвил: «Вот и разрушена вся организация». С этими словами он вышел и больше никогда не приходил.

Таким образом, биохимики мозга оказались как бы в подвешенном состоянии, где-то между мозгом и биохимией. Под руководством Мак-Илвейна они сделали первые необходимые шаги: изобрели новое название для своей дисциплины — «нейрохимия», основали печатный орган «Журнал нейрохимии» (The Journal of Neurochemistry) и даже организацию — Международное общество нейрохимиков, которое до сих пор каждые два года проводит съезды. Однако им не удалось окончательно освободиться из-под власти науки-прародительницы (в частности, в Великобритании нет национального общества нейрохимиков — они объединены в одной из секций Биохимического общества). Университеты не спешили организовывать новые отделения нейрохимии, поэтому они возникли только в специализированных институтах вроде Института Модели. Но и там приходилось убеждать представителей давно сложившихся наук о мозге в необходимости занятий нейрохимией; с подобной проблемой никогда не сталкивались некоторые другие дисциплины, такие, например, как фармакология. По-видимому, физиологам и психиатрам было гораздо легче признать важность фармакологии, поскольку лекарственные средства — предмет этой науки — влияют на поведение.

Мак-Илвейн практиковал классический биохимический подход. Задолго до него биохимики установили, что если взять кусочек животной ткани, например печени, затем с помощью бритвенного лезвия сделать из него тонкие срезы и поместить их в ванночку с подходящей смесью солей и глюкозы,

56 Глава 3

подогреваемой до температуры тела, то в биохимическом отношении ткань будет вести себя примерно так же, как в живом организме. Она по-прежнему будет использовать кислород для сжигания глюкозы, выДеляя СОг, синтезируя белки и выполняя множество других сложных функций на протяжении по меньшей мере нескольких часов. Это позволяет изучать протекающие в живых клетках процессы на тканевых срезах с такой точностью и в условиях такого строгого контроля, которые совершенно немыслимы при работе с целым организмом. Мак-Илвейн исследовал этим способом ткани мозга, а затем сделал следующий шаг. Уникальные свойства мозга, рассуждал он, связаны с его непрерывной активностью. Значительная часть этой спонтанной активности утрачивается в процессе подготовки срезов. А как пойдут биохимические процессы в срезе, если стимулировать его электрическую активность, пропуская через него короткие электрические импульсы?

Мак-Илвейн проводил такие эксперименты в середине и конце 50-х годов и установил, что пропускание электрических импульсов через срезы мозговой ткани (в отличие от тканей других органов) сопровождается резким повышением использования глюкозы, кислорода и АТФ, особенно для биосинтеза фосфорилированных белков, механизм которого мне предстояло изучать. Для Мак-Илвейна это было свидетельством сохранения «физиологической дееспособности» ткани. Поскольку в срезах имитировались ключевые процессы мозга, их изучение могло бы пролить свет на функциональную биохимию этого органа. Физиологи были настроены скептически. Чувствуя, что в их науку внедряются эти ужасные биохимики со своими совершенно чуждыми идеями и языком, они поставили наблюдения Мак-Илвейна под сомнение, утверждая, что данные, полученные на таких необычных препаратах, как стимулируемые электрическим током тканевые срезы, не имеют никакой ценности: эти иссеченные фрагменты ткани почти мертвы, а их реакции — всего лишь спазмы агонизирующих клеток.

К тому времени как я поступил в отдел (1959 г.), в этой войне установилось с трудом достигнутое на основе взаимных уступок перемирие. Книга Мак-Илвейна «Биохимия и центральная нервная система» [2] (обратите внимание на осторожное «и»; позднейшие авторы не поколебались бы написать просто «Биохимия центральной нервной системы») стала настольной для всех, кто причислял себя к неирохимикам, однако она

^ Как возникают воспоминания 57

ограничивалась инвентаризацией биохимических особенностей мозговой ткани, не слишком углубляясь в размышления о том, что все это может значить или каким образом знание уникальных химических компонентов мозга и их взаимопревращений может помочь пониманию его функций. Фосфо-протеины Мак-Илвейна и его срезы сошли со сцены в конце 60-х и в 70-е годы. Но по прошествии десяти с небольшим лет интерес к ним возобновился: оказалось, что некоторые фосфопротеины играют центральную роль в механизмах памяти, и сегодня моя лаборатория использует современные варианты тех методов, которые я изучал у Мак-Илвейна почти тридцать лет назад.

Я, правда, не уверен, что здесь нет какого-то странного совпадения. Мода в науке, как и в одежде, имеет обыкновение повторяться, хотя осознанные мотивы здесь имеют меньшее значение. К началу семидесятых годов битва Мак-Илвейна с окопавшимися физиологами за самостоятельность нейрохимии и признание правомерности работы на тканевых срезах воспринималась уже как исторический эпизод. Новое, более уверенное в себе поколение не интересовалось уже старыми спорами физиологов и биохимиков, и оно дало своей науке более всеобъемлющее название «нейронаука» (neuroscience). В США, Европе и даже в бывшем Советском Союзе нейронаука сразу же овладела воображением, поскольку давала возможность преодолеть устоявшиеся границы между научными дисциплинами и открывала путь в будущее, одновременно получая все большую долю ассигнований на исследования и привлекая все большее внимание средств массовой информации. Нейрохимия как самостоятельная научная дисциплина никогда не имела шансов на выживание; теперь же, в составе комплекса наук о мозге, который собственно и называется нейронаукой, ее существование, по-видимому, надежно обеспечено. Единственная трудность состоит в том, что организационные формы гораздо жестче, чем втиснутые в них науки. Американское Общество нейробиологов в настоящее время является, по-видимому, самым крупным научным обществом в мире: его ежегодные съезды собирают чудовищно большое число участников — до четырнадцати тысяч. Его младший (по числу членов, но не по научному уровню) европейский партнер — Европейская ассоциация нейронауки — насчитывает примерно 3000 активных членов. Однако нейрохимики старой школы

58




оставить комментарий
страница5/31
Дата20.09.2011
Размер5,31 Mb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   31
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх