За останні кілька років нейрофізіологи суттєво просунулися у вивченні механізмів пам'яті. На тваринах, зокрема, білих мишах, вони показали, що спогади кодуються певною констеляцією нейронів (сукупністю клітин головного мозку і зв'язків між ними). Впливаючи на ці нейронні ансамблі, вчені навчилися штучно викликати спогади або, навпаки, прати їх. Але чи можливо щось подібне до людського мозку, і якщо так, до яких психологічних і соціальних наслідків це призведе?
Для початку детальніше розберемося з даними, отриманими на тваринах. Вони були накопичені в результаті серії досліджень, що проводилися із застосуванням відкритого зовсім недавно - в 2005 році - методу оптогенетики. Він полягає у вбудовуванні в зовнішню мембрану клітин світлочутливих каналів. Потім на ці клітини може здійснюватися вплив лазерними імпульсами.
Перше велике дослідження з цієї серії було проведено науковою групою лауреата Нобелівської премії Судзумі Тонегави в 2012 році. Білі миші, у яких попередньо була здійснена генетична модифікація нейронів, описана вище, поміщалися в спеціальну клітку. Там їх піддавали впливу електричного струму, вони лякалися і завмирали. У цей момент у них фіксувався збуджений нейронний ансамбль. Потім у нейтральній обстановці на ці нейрони впливали лазерними імпульсами. Миші відчували почуття страху і знову завмирали. Тобто спогади про ситуацію з минулого породжувалися штучним шляхом.
У 2014 році інша група дослідників під керівництвом Танакі Казумаси провела схожий експеримент, проте замість активації проводилося відключення виявлених констеляцій нейронів. Після цього миші знову поміщалися в небезпечну для них клітку, але ніяких ознак страху або ефекту завмирання, на відміну від контрольної групи, у них не спостерігалося. Таким чином, дослідники змогли штучно стерти або, принаймні, блокувати спогади.
Нейрофізіологи пішли далі, і в березні цього року з'явилася робота з відновлення спогадів у генно-модифікованих мишей з розладом, аналогічним хвороби Альцгеймера. Ця робота також була проведена під керівництвом Тонегави. Таких мишей, як і в попередніх дослідженнях, били струмом у спеціальній клітці. За рахунок проведеної генної модифікації при повторному приміщенні в цю клітку у них не виникало такого ж почуття страху і ефекту завмирання, як у контрольної групи. Однак після того, як на ансамбль клітин здійснювався вплив світлом лазера, страх перед струмом і завмирання знову з'являлися. Миші були «вилікувані» від такого раннього симптому хвороби Альцгеймера, як неможливість актуалізувати недавній досвід.
Чи будуть проведені аналогічні експерименти на людині? Поки відновлювати людську пам'ять за допомогою методу оптогенетики ще ніхто не намагався. Для цього потрібно було б здійснити генетичну модифікацію клітин безпосередньо в мозку і впливати на них серйозним опроміненням. Втім, не виключено, що в найближчому майбутньому метод вдосконалиться і такі експерименти стануть можливі. Це наблизить головну на сьогоднішній день мету вчених - навчитися відновлювати роботу нейронів під дією світла при нейродегенеративних захворюваннях.
Але тоді виникне закономірне питання: чи можна буде таким чином відновлювати або прати будь-який довільний спогад? Адже навіть в експериментах над мишами реконструювалися лише не так давно утворилися сліди пам'яті. Чи людський мозок зберігає спогади про все, що відбувається з нами протягом життя?
З цього приводу існує кілька теорій. Згідно з однією з них, з плином часу наші спогади зникають назовсім внаслідок порушення процесів зберігання пам'яті або пошкодження структурного сліду. За іншою, вони не зникають, але продовжують зберігатися десь глибоко всередині нашого мозку, втрачається лише доступ до них [Киященка, 1972].
Ще у 80-ті роки подружжя Елізабет і Джеффрі Лофтус провели опитування серед представників різних наук, що мають справу з пам'яттю, і виявили, що 84 відсотки з них дотримуються другого варіанту. Вітчизняна школа нейропсихології також схиляється до нього. Але які доводи дозволяють припускати, що наш мозок зберігає абсолютно всю інформацію, що пройшла через нього?
Докази сходять до робіт Вайлдера Пенфілда. Під час операцій на відкритому мозку Пенфілд виробляв електричну стимуляцію різних його відділів. Пацієнт в цей момент перебував у свідомості і міг говорити. Стимуляція деяких зон, переважно скроневих часток, викликала у пацієнта яскраві і максимально детальні спогади про події з його минулого. Повторення стимуляції одних і тих же точок призводило до повторного виникнення тих же самих спогадів [Penfield, 1952].
Підтверджують цю гіпотезу і різні клінічні випадки. У літературі описано, як при глибокій амнезії відбувається спонтанне відновлення, здавалося б, загублених спогадів. Іншим прикладом може служити включення в конфабуляторну продукцію окремих спогадів про події, які відбувалися з хворим вже після того чи іншого пошкодження мозкових структур і які внаслідок антероградної амнезії він не запам'ятовував (мова йде про помилкові спогади, що виникають при порушеннях пам'яті) [Киященко, 1972]. Все це говорить про те, що спогади зберігаються навіть при патологіях, обмежується лише доступ до них. Той факт, що людина потенційно може запам'ятати і згадати практично все, що з нею відбувалося, демонструють і клінічні приклади хворих з гіпермнезією (патологічним збільшенням обсягу і міцності запам'ятовування матеріалу) [Лурія, 1968; Price, Davis, 2009].
Таким чином, можна припустити, що всі наші спогади зберігаються в мозку і при впливі на певні констеляції нейронів їх можна буде відновити або видалити.
До яких наслідків призведе подібне втручання? Безумовно, воно здатне буде допомогти в боротьбі з нейродегенеративними захворюваннями, амнезіями різного генезу, можливо, з природним зниженням пам'яті в літньому віці. Видалення непотрібних спогадів, ймовірно, дозволить хворим з гіпермнезією навчитися забувати.
Але по суті подібна процедура є впливом на особу людини, безпосередньо пов'язану з її пам'яттю. Пам'ять ніколи не буває нейтральною, вона завжди емоційно і особистісно пофарбована. Популяризатор науки, невролог і нейропсихолог Олівер Сакс писав: "Щоб залишатися собою, ми повинні собою володіти: володіти історією свого життя, пам'ятати свою внутрішню драму, знати свій наратив. Для збереження особи людині необхідна безперервність внутрішнього життя ". Метод оптогенетики, ймовірно, допоможе хворим із втратою пам'яті частково повернути цю безперервність. Однак шляхом прямого впливу ззовні, за рахунок активації одних спогадів і видалення інших, можливо буде штучно модифікувати особисту історію людини. У цьому випадку результат втручання буде залежати про те, чиїми руками воно буде здійснюватися. Не випадково свого часу експерименти Пенфілда були закриті.
Бібліографія:
Порушення пам'яті при локальних ураженнях мозку. - М.: Видавництво МДУ, 1972. - 103 с. Маленька книжка про велику пам'ять (розум мнемоніста) - М.: Видавництво МДУ, 1968. 88 с. Людина, яка прийняла дружину за капелюх та інші історії з лікарської практики [роман: пров. з англ.] - СПб.: Science Press, 2006. — 301 с. Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall // Nature, 484, 2012. — P. 381–385. On the permanence of stored information in the human brain. American Psychologist, Vol 35 (5), 1980. — P. 409-420. The woman who can`t forget: the extraordinary story of living with the most remarkable memory known to science. Free Press, 2009. — 272 p. Cortical Representations Are Reinstated by the Hippocampus during Memory Retrieval // Neuron. Vol. 84, Issue 2, 2014. — P. 347-354. Memory mechanism «Arch. Neur. Psych.», 1952. — P. 178. Memory retrieval by activating engram cells in mouse models of early Alzheimer’s disease // Nature, 531, 1-5, 2016.