Остерегайтесь своих намерений, ибо они могут реализоваться

 

Это исследование положило начало разработке первых приборов, которые реально «читают» намерения людей. Приборы для «перевода намерений» получают доступ к двигательным программам человека или животного, представляющего какое-либо действие, расшифровывают характерную электрическую «кривую» и передают команду на прибор, который претворяет задачу в действие.

В настоящее время подобные приборы разрабатываются для того, чтобы полностью парализованные люди могли двигать предметы.

Разработка этих приборов проходила в несколько этапов. В середине 1990-х годов двое нейробиологов из Университета Дьюка — Мигель Николелис и Джон Чапин — начали проведение серии поведенческих экспериментов, целью которых было научиться читать намерения животных. Они тренировали крысу нажимать на педаль, соединенную с рычагом, находившимся за пределами клетки. Каждый раз, когда крыса нажимала на педаль, электронное устройство наклоняло рычаг, и из желоба вытекала вода, которую она могла выпить. У крысы была удалена небольшая часть черепа, и в двигательную кору мозга вживлена группа электродов. Эти электроды фиксировали активность 46 нейронов в двигательной коре, задействованной в планировании и программировании движений (нейронов, которые обычно посылали команды по спинному мозгу к мышцам). Поскольку целью эксперимента была регистрация сложных намерений, оценка активности 46 нейронов должна была проводиться одновременно. Каждый раз, когда крыса дотрагивалась до педали, Николелис и Чапин регистрировали активацию программирующих движение нейронов, а небольшой компьютер оценивал и обрабатывал их сигналы. Вскоре компьютер «распознал» паттерн нейронной активности для нажатия на педаль.

После того, как крыса научилась нажимать на педаль, Николелис и Чапин отсоединили ее от устройства, подающего воду. Теперь, когда крыса давила на педаль, ничего не происходило. Она отчаянно повторяла нажатие множество раз, но безрезультатно. Затем исследователи подсоединили подающее воду устройство к компьютеру, который был подключен к нейронам крысы. Теперь, в теории, каждый раз, когда у крысы появлялось намерение нажать педаль, компьютер должен был узнавать паттерн активации нейронов и посылать сигнал на устройство, чтобы оно выпустило воду.

Всего через несколько часов крыса поняла, что для того чтобы получить воду, вовсе не обязательно нажимать на педаль. Достаточно просто представить свою лапу, нажимающую на педаль, и вода появится! Николелис и Чапин обучили выполнению этого задания четырех крыс.

После этого они приступили к обучению обезьян, которые должны были помочь в осуществлении перевода еще более сложных намерений. Обезьяну Бель научили пользоваться джойстиком так, чтобы в момент, когда на панели дисплея зажжется ряд мигающих лампочек, она двигала им вслед за перемещающимся светом. Если ей это удавалось, она получала немного фруктового сока. Каждый раз, когда она перемещала джойстик, ее нейроны активировались, и компьютер проводил математический анализ паттерна их активации. Этот паттерн всегда возникал за 300 миллисекунд до того, как Бель делала движение рукой для перемещения джойстика (это время прохождения команды от мозга к мышцам). Когда обезьяна двигала джойстик вправо, в ее мозге возникал паттерн «передвинь руку вправо», и компьютер его улавливал; когда она двигала рукой влево, он улавливал соответствующий паттерн. Затем компьютер преобразовывал эти паттерны в математические команды, которые он посылал в механическую руку, которую Бель не видела. Эти математические паттерны также передавались из Университета Дьюка на вторую механическую руку, находящуюся в лаборатории в городе Кембридж, штат Массачусетс. Как и в эксперименте с крысой, механические руки были подключены к компьютеру, который читал паттерны в нейронах Бель. Ученые надеялись на то, что механические руки в Университете Дьюка и в Кембридже будут приходить в движение в то же самое время, как и рука Бель, то есть через 300 миллисекунд после возникновения у нее соответствующего намерения.

Когда ученые беспорядочно зажигали лампочки на панели дисплея, а реальная рука Бель передвигала джойстик, то же самое делали механические руки, разделенные расстоянием в тысячу километров и приводимые в движение только намерениями животного, передаваемыми компьютером.

С тех пор ученые научили несколько обезьян использовать свои намерения для управления движениями механической руки в любом направлении в трехмерном пространстве. Приматы совершали сложные движения например, дотягивались до предметов и брали их. Кроме того, обезьяны играли в видеоигры (и, похоже, им это нравилось), используя свои мысли для перемещения курсора по экрану и захвата движущейся цели.

Николелис и Чапин надеялись, что их работа поможет больным с различными типами паралича. И это произошло в июле 2006 года, когда группа ученых из Университета Брауна, возглавляемая неврологом Джоном Донохью, использовала данную методику на людях. Тело молодого человека по имени Мэтью Нейгл, которому на момент начала эксперимента исполнилось 25 лет, было парализовано от самой шеи в результате повреждения спинного мозга, полученного при ударе ножом. В его мозг имплантировали крошечный силиконовый чип с сотней электродов, который был подключен к компьютеру. После четырех дней тренировок он мог с помощью мысленных намерений передвигать курсор на экране компьютера, открывать электронную почту, настраивать канал и громкость в телевизоре, играть в простую компьютерную игру и управлять механической рукой.

Далее ученые планируют испытать подобное устройство на пациентах с мышечной дистрофией, инсультом и боковым амиотрофическим склерозом (заболеванием двигательного нейрона). Цель этих исследований заключается в том, чтобы, в конечном счете, имплантировать маленький набор микроэлектродов с батарейками и передатчиком размером с ноготь ребенка в двигательную кору головного мозга. Небольшой компьютер может быть подключен как к механической руке, так и беспроводным способом к пульту управления инвалидным креслом или к электродам, имплантированным в мышцы для инициирования движения.

Исследователи надеются разработать технологии регистрирования активации нейронов, не требующие внедрения в тело, как микроэлектроды — возможно, это будет вариант аппарата для ТМС или прибора, разрабатываемого Таубом и его коллегами для обнаружения изменений в мозговых волнах.

 

* * *

 

Все эти эксперименты с намерениями показывают нам, насколько в действительности связаны воображение и действие, несмотря на нашу привычку считать, что они подчиняются разным правилам. Но подумайте: в некоторых случаях, чем быстрее вы можете что-то представить, тем быстрее вам удается это сделать.

Жан Десети из французского города Лиона провел один простой эксперимент в различных вариантах. Если вы засечете время, необходимое вам для того, чтобы представить, как вы пишете свое имя «здоровой рукой», а потом — реальное время написания имени, то не увидите разницы. Когда же вы представляете, что пишете свое имя недоминирующей рукой (у правшей — левой), то вам потребуется больше времени для того, чтобы нарисовать этот процесс в своем воображении и реализовать его на бумаге. Правши убеждаются, что их «ментальная левая рука» действует медленнее, чем «ментальная правая рука». Проводя исследования с участием людей, перенесших инсульт, а также людей, страдающих болезнью Паркинсона (она приводит к замедлению движений), Десети наблюдал, что таким пациентам требовалось больше времени для того, чтобы представить, как они двигают поврежденной конечностью. Ученые думают, что замедление воображаемых и реальных действий происходит из-за того, что и те, и другие являются продуктом одной и той же двигательной программы в мозге[109]. Скорость, с которой мы создаем умственный образ движения, возможно, ограничивается скоростью активации нейронов, отвечающих за двигательные программы.

 

«Колея эта — только моя, выбирайтесь своей колеей»

 

Паскуаль-Леоне также занимается изучением вопроса о том, почему нейропластичность, которая способствует изменениям мозга, может одновременно становиться причиной ригидности[110]и повторяемости. Если наш мозг настолько гибок и способен к преобразованиям, то почему же мы склонны к привычным повторениям? Паскуаль-Леоне рассказывает мне о том, что для обозначения понятия «пластичность» в испанском языке есть слово placticina, которое отражает то, чего нет в английском слове. Б испанском языке placticina также означает «пластилин». Он уверен, что пластичность нашего мозга настолько высока, что даже когда мы изо дня в день выполняем одно и то же действие, отвечающие за него нейронные связи каждый раз немного меняются в зависимости от того, что мы делаем в промежуточные интервалы времени.

«Я представляю активность мозга, — рассказывает Паскуаль-Леоне, — в виде пластилина, с которым человек играет весь день». Все, что мы с ним делаем, всякий раз меняет форму этого куска пластилина. «Если вы сначала лепите из этого пластилина кубик, а потом превращаете его в шар, то вы можете вернуться к кубику. Однако это будет уже не тот же самый кубик, с которого вы начали». Результаты здесь не идентичны. В новом кубике молекулы расположены в ином порядке, чем в старом. Другими словами, одинаковые формы поведения, демонстрируемые нами в разное время, используют различные цепи. В его представлении даже в случае «излечения» пациента с неврологическими и психологическими проблемами, оно никогда не вернет его мозг в предшествующее состояние.

«Система пластична, но не эластична», — говорит Паскуаль-Леоне громким голосом. Эластичную ленту можно растянуть, но она всегда вернется к своей прежней форме, и ее молекулы не изменят своего положения в процессе растяжения. А пластичный мозг постоянно претерпевает изменения под действием каждого контакта, каждого взаимодействия.

Соответственно, возникает вопрос: если наш мозг так легко поддается преобразованиям, что же защищает нас от бесконечного изменения? Как нам удается оставаться самими собой? Сохранять внутреннюю последовательность нам, в известной степени, помогают наши гены, и то же самое делает повторение.

Паскуаль-Леоне объясняет это с помощью метафоры. Он говорит, что пластичный мозг похож; на снежную гору зимой. Характеристики этой горы — наклон, наличие камней, плотность снега — это данность, так же, как наши гены. Когда мы съезжаем с нее на санках, мы можем ими управлять и доехать до подножия горы, следуя маршруту, который определяется нашим умением справляться с санками и характеристиками горы. Однако трудно предсказать, где точно закончится наш спуск, потому что это зависит от множества факторов.

«Тем не менее, — говорит Паскуаль-Леоне, — можно с уверенностью сказать, что когда вы будете скатываться с горы во второй раз, то, скорее всего, не поедете неизвестно где — вдали от того пути, по которому двигались в первый раз. Возможно, вы повторите не совсем тот же путь, но он будет к нему ближе, чем любой другой. А если вы проведете целый день, скатываясь вниз, поднимаясь пешком наверх, снова скатываясь, то к вечеру вы освоите несколько путей (одни вы использовали множество раз, другими пользовались очень мало)… И вы проделаете на спуске трассы, по которым удобнее и привычнее спускаться, но эти трассы вовсе не будут определены генетически».

Заложенные нами психические трассы могут привести нас к привычкам, хорошим или плохим. Если у нас формируется плохая осанка, ее становится трудно исправить. Если у нас развиваются хорошие привычки, они тоже «застывают». Но существует ли у нас возможность, после возникновения этих «трасс», или нейронных путей, сойти с них и перейти на другие? По мнению Паскуаль-Леоне, такая возможность есть, но сделать это сложно, потому что после того, как мы «накатали» эти трассы, они становятся «высокоскоростными» и очень эффективными с точки зрения управления санями при спуске с горы. Нам становится все сложнее переключиться на другой маршрут. Необходим какой-нибудь барьер, который заставит нас изменить направление.

 

Школа тьмы

 

В следующем эксперименте Паскуаль-Леоне занялся вопросом использования таких барьеров и показал, что изменения сложившихся путей и обширные пластические реорганизации могут происходить с неожиданной скоростью.

Его работа по использованию барьеров началась, когда он услышал о необычном интернате в Испании, где преподаватели, обучающие слепых, начинали работу со знакомства с абсолютной темнотой. На неделю им завязывали глаза, чтобы они могли на собственном опыте почувствовать, что значит быть слепым. Завязывание глаз — это барьер для такого чувства, как зрение, поэтому в течение этой недели их тактильная чувствительность и способности ориентироваться в пространстве значительно усиливались. Они могли различать марки мотоциклов по звуку двигателя и определять предметы, находящиеся на их пути, по отраженному звуку. Когда приходило время снять повязки, преподаватели сначала чувствовали себя совершенно дезориентированными и не могли оценить окружающее пространство или видеть.

Когда Паскуаль-Леоне узнал об этой школе тьмы, он подумал: «А почему бы не взять зрячих людей и не сделать их как бы совершенно слепыми».

Участники его эксперимента ходили с завязанными глазами в течение пяти дней, затем он картировал их мозг с помощью ТМС. Он обнаружил, что при полной блокировке света — «барьер» должен был быть непроходимым — «зрительная» кора объектов начинала обрабатывать ощущения рук от прикосновений, как это происходило у слепых пациентов, изучающих азбуку Брайля.

Однако самым поразительным было то, что реорганизация мозга произошла всего за несколько дней. С помощью результатов сканирования Паскуаль-Леоне показал: может потребоваться всего два дня для того, чтобы «зрительная» кора начала обрабатывать тактильные и звуковые сигналы. (Помимо этого временные слепые сообщали, что, когда они двигаются, чувствуют прикосновение или слышат звуки, у них возникают визуальные галлюцинации, в которых присутствуют красивые, сложные картины городов, небо, солнечные закаты, фигурки лилипутов, мультипликационные персонажи.)

Для появления изменений была необходима абсолютная темнота, потому что зрение — это настолько сильное чувство, что при малейшем попадании света в глаза зрительная кора предпочитает обрабатывать эти сигналы, а не те, которые поступают от звука или прикосновения. Паскуаль-Леоне (так же, как в свое время Тауб) обнаружил, что для формирования нового пути мы должны блокировать или ограничить его конкурента — наиболее активно используемый путь. После того как участники эксперимента снимали повязки, их зрительная кора прекращала реагировать на тактильную или слуховую стимуляцию через 20–24 часа.

Скорость, с которой зрительная кора переключалась на обработку звуков и прикосновений, заставила Паскуаль-Леоне задуматься над одним важным вопросом. Он считал, что для радикальной реорганизации мозга двух дней недостаточно. При искусственном культивировании клеток максимальный рост нейронов составляет один миллиметр в день. Значит, зрительная кора может начать обработку других чувств столь быстро только при условии, что в ней уже существуют подобные связи. Совместно с Роем Гамильтоном Паскуаль-Леоне взял идею о проявлении ранее существовавших путей и развил ее. Получалось, что радикальная реорганизация мозга, наблюдаемая у преподавателей школы тьмы, является не исключением, а правилом. Мозг человека способен к такой быстрой реорганизации, потому что его отдельные структуры не жестко связаны с обработкой определенных чувств. Мы можем (и регулярно это делаем) использовать отделы нашего мозга для выполнения множества разных задач.

Но ведь понятие «зрительная кора» предполагает, что задача данного участка мозга заключается в обработке информации, поступающей от органов зрения, так же, как понятие «слуховая кора» подразумевает соответствующую ее специализацию.

По мнению Паскуаль-Леоне, «наш мозг, на самом деле, организован не по принципу систем, которые обрабатывают заданные модальности органов чувств. Его организация скорее предполагает наличие ряда особых операторов».

Оператор — это процессор мозга, который вместо обработки входящей информации от одного органа чувств (например, зрение, осязание или слух) обрабатывает более абстрактную информацию. Один оператор обрабатывает информацию о пространственных отношениях, другой — о движении, а третий — о формах. Пространственные отношения, движение и формы — это информация, поступает от разных органов чувств. Мы способны одновременно ощущать и видеть пространственные различия — например, насколько широка рука человека, — так же, как мы можем ощущать и видеть движение и формы. Некоторые операторы могут хорошо справляться только с одним чувством (например, оператор цвета), однако операторы пространственных отношений, движения и формы обрабатывают сигналы нескольких чувств.

Выбор оператора происходит на конкурентной основе. Идея операторов использует теорию выбора нейронных групп, разработанную в 1987 году лауреатом Нобелевской премии Джералдом Эдельманом, который предположил, что при любом виде активности мозга происходит выбор группы нейронов, наиболее подходящей для решения определенной задачи. Эта почти дарвинистская конкуренция (нейронный дарвинизм, по выражению Джералда Эдельмана) постоянно разворачивается между операторами для определения того, кто из них может провести наиболее эффективную обработку сигналов от конкретного органа чувств и в конкретных обстоятельствах.

Данная теория перекидывает изящный мостик между сторонниками жесткой специализации отделов мозга и специалистами по нейропластичности, делающими упор на способность мозга к самореструктуризации.

Это означает, что люди, осваивающие новый навык, могут задействовать операторов, связанных с другими видами деятельности, значительно повышая их возможности при обработке информации, при условии, что им удастся создать барьер между нужным им оператором и его обычной функцией.

Человек, столкнувшийся с крайне сложной задачей на прослушивание, например запоминание поэмы Гомера «Илиада», может завязать себе глаза, дабы привлечь к этой работе операторов, обычно связанных со зрением (поскольку многочисленные операторы в зрительной коре могут обрабатывать и звук). Во времена Гомера длинные поэмы сочинялись и передавались от поколения к поколению в устной форме. (Как известно, Гомер сам был слепым.) Заучивание наизусть играло важную роль в дописьменных культурах; таким образом, неграмотность могла подталкивать мозг людей к привлечению большего числа операторов для выполнения слуховых задач. Тем не менее подобные «подвиги» словесной памяти возможны и в культурах, обладающих письменностью, при наличии достаточной мотивации. Веками йеменские евреи заставляли своих детей запоминать всю Тору, а в современном Иране дети заучивают наизусть Коран.

 

* * *

 

Теперь мы видим, что мысленное представление какого-либо действия предполагает использование тех же самых двигательных и сенсорных программ, которые участвуют в его совершении. Долгое время наше отношение к жизни, связанной с воображением, было окрашено чем-то вроде священного трепета: мы считали ее чем-то чисто духовным, эфирным — отрезанным от материального. Теперь мы уже не можем сказать с уверенностью, где проходит тонкая линия, разделяющая материальное и нематериальное.

Образы нашего нематериального сознания оставляют материальные следы. Двигательные намерения и воображаемые действия меняют физическое состояние нейронов мозга на микроуровне. Каждый раз, когда вы представляете, как прикасаетесь пальцами к клавишам пианино, вы что-то меняете в своем живом мозге…[111]

 

Глава 9

Расставание с прошлым

Психоанализ как метод нейропластической терапии

 

Господин А. страдал повторяющимися депрессиями более 40 лет и постоянно сталкивался с проблемами в отношениях с женщинами. Когда он обратился ко мне за помощью, ему было около 60 лети он недавно вышел на пенсию.

Это было в начале 1990-х годов, и в то время немногие психиатры имели представление о пластичности мозга. Считалось, что люди, приближающиеся к шестидесятилетию, «слишком привязаны к своим привычкам», чтобы извлечь пользу из лечения, ориентированного не только на избавление от симптомов заболевания, но и на изменение устоявшихся черт их характера.

Господин А. всегда держался официально и подчеркнуто вежливо. Это был умный и тонкий человек, он говорил отрывисто и сдержанно спокойным, ровным голосом. Но когда он рассказывал о своих чувствах, он как будто отдалялся от вас.

Помимо глубокой депрессии, которая проходила под действием антидепрессантов только отчасти, А. страдал от другого странного настроения. У него нередко возникало — как казалось, без каких-либо на то причин — таинственное ощущение полного бессилия или паралича, сопровождавшееся чувством оцепенения и бесцельности жизни. Кроме того, А. сообщал о том, что слишком много пьет.

Особое беспокойство у него вызывали отношения с женщинами. Как только у него возникала какая-либо романтическая связь, А. начинал уклоняться от общения, чувствуя, что «где-то еще есть лучшая женщина, от которой я отказываюсь». Несколько раз он изменял жене, из-за чего его брак распался, о чем А. очень сожалел. Хуже всего то, что он не мог объяснить, почему был неверен жене, ведь он очень ее уважал. Он много раз пытался вернуть ее, но она отказывалась.

А. имел неясное представление о том, что такое любовь, никогда не испытывал ревности или собственнического инстинкта, и всегда чувствовал, что женщины хотят «владеть» им. Он избегал как привязанности к женщинам, так и конфликтов с ними. А. был привязан к своим детям, но это отношение определялось скорее чувством долга, чем счастливой любовью. И это причиняло ему боль, потому что дети души в нем не чаяли и были с ним очень ласковы.

 

История господина Л.

 

Когда господину А. было два года и два месяца, его мать умерла при родах его младшей сестры. Он не считал, что ее смерть оказала на него серьезное влияние. У него было семь братьев и сестер, и теперь единственным кормильцем в семье остался отец. Отец был фермером. На отдаленной ферме, где жили дети с отцом, не было ни электричества, ни водопровода. То были времена Великой депрессии, Через год после смерти матери у маленького А. обнаружили заболевание желудочно-кишечного тракта, требовавшее постоянного внимания. Когда Л. было четыре года, отец, который больше не мог заботиться о нем и его братьях и сестрах, отправил мальчика к бездетной тете, жившей с мужем в тысяче миль от его родного дома.

Таким образом за два года все изменилось в жизни А.: он потерял мать, отца, братьев и сестер, здоровье, дом и все знакомое физическое окружение — все, что его заботило и к чему он был привязан. А поскольку он вырос среди людей, привыкших переносить тяготы жизни и сохранять при этом «присутствие духа», ни его отец, ни приемные родители практически никогда не разговаривали с ним о его переживаниях.

Господин А. говорил, что у него не осталось никаких воспоминаний о том времени, когда ему было четыре года или до этого, и очень мало воспоминаний о подростковом периоде его жизни. Он не чувствовал грусти по поводу того, что с ним случилось, и никогда не плакал, даже став взрослым — никогда и ни о чем. Он говорил так, словно ничего из произошедшего с ним не запечатлелось в его памяти. Он спрашивал, как это может быть. Неужели сознание детей настолько плохо сформировано, что оно не фиксирует такие ранние события?

Тем не менее я ясно видел признаки того, что потери А. запечатлелись в его сознании. Когда он рассказывал свою историю, то даже годы спустя выглядел так, словно все еще пребывал в состоянии шока. Кроме того, его преследовали сны, в которых он все время что-то искал. Как выяснил Фрейд, повторяющиеся сны с мало меняющейся структурой нередко содержат фрагменты воспоминаний о травмах, перенесенных в детстве.

Вот как господин А. описывал свой типичный сон:

«Я что-то ищу, я не знаю что, какой-то неопределенный предмет, возможно, игрушку, которая находится где-то за пределами знакомой мне территории… я хочу ее вернуть».

Единственное замечание, которое А. сделал по поводу этого сна, заключалось в том, что он означает «какую-то ужасную потерю». Но, что удивительно, он не связывал его с потерей матери или семьи.

Через понимание этого сна господин А. научился любить, изменил важные аспекты своего характера и избавился от симптомов, сопровождавших его на протяжении 40 лет, и все это произошло благодаря сеансам психоанализа, которые он посещал с 58 до 62 лет. Эти изменения стали возможными, потому что психоанализ на самом деле представляет собой разновидность нейропластической терапии.

 

Психоанализ и пластичность

 

Долгие годы было модно утверждать, что психоанализ, или «лечение словом», и другие методы психотерапии — это несерьезный способ лечения психиатрических симптомов и личностных проблем. «Серьезное» лечение требует использования лекарственных препаратов, а не просто «разговоров о мыслях и чувствах», которые, скорее всего, неспособны повлиять на мозг или решить проблемы человека.

Мой интерес к нейропластичности впервые возник под влиянием работ психиатра и исследователя Эрика Кандела, с которым я познакомился на факультете психиатрии Колумбийского университета, где я работал ординатором, а он преподавал и одновременно оказывал огромное влияние на всех, кто с ним встречался. Кандел первым показал, что во время обучения наши индивидуальные нейроны меняют свою структуру и укрепляют существующие между ними синаптические связи. Он также полагал, что в процессе формирования долговременных воспоминаний нейроны увеличивают количество синаптических связей с другими нейронами — именно за эту работу он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2000 году.

Кандел выбрал одновременно профессию врача и психиатра в надежде заняться психоанализом. Однако несколько его друзей-психоаналитиков убедили его обратить внимание на изучение мозга, обучения и памяти, о которых в то время мало что было известно, чтобы добиться более глубокого понимания причин эффективности психотерапии и возможностей ее совершенствования. После первых сделанных им находок Кандел принял решение стать лабораторным ученым, но при этом он никогда не терял интереса к вопросам изменения сознания и мозга под влиянием психоанализа.

Кандел начал изучение гигантского морского моллюска под названием Aplysia, обладавшего необычайно большими нейронами (клетки этого моллюска имеют ширину в один миллиметр и видны невооруженным глазом), что позволяло приоткрыть дверь в тайну функционирования нервной ткани человека. Эволюция отличается консерватизмом, поэтому элементарные формы научения действуют одинаково как у животных с простой нервной системой, так и у людей.

Кандел надеялся «отловить» приобретенный (условный) рефлекс в наименьшей цепочке нейронов и изучить его. Кандел обнаружил простую цепь у моллюска, которую нетрудно вырезать с помощью иссечения и сохранять в живом и неповрежденном виде в морской воде. Таким образом, он получал возможность изучать ее, пока она сохраняла жизнеспособность и обучалась.

Простая нервная система моллюска состоит из сенсорных клеток, которые распознают опасность и посылают сигналы на его двигательные нейроны, выполняющие рефлекторные действия для его защиты. Моллюски Aplysia дышат жабрами, которые покрыты мясистой тканью, называемой сифоном. Если сенсорные нейроны в сифоне обнаруживают незнакомый стимул или опасность, они посылают сообщение шести двигательным нейронам, которые активируются, заставляя мышцы вокруг жабр втягивать сифон и жабры внутрь, где они защищены. Именно эту цепь изучал Кандел, вводя микроэлектроды в нейроны.

Он также мог наглядно продемонстрировать, что, в то время как моллюск учится избегать ударов и втягивать жабры, происходит изменение его нервной системы, усиливающее синаптические связи между двигательными и сенсорными нейронами и приводящее к испусканию более сильных сигналов, обнаруживаемых с помощью микроэлектродов. Это стало свидетельством того, что научение ведет к нейропластическому укреплению связей между нейронами.

Если Кандел неоднократно повторял удары в течение короткого периода времени, моллюски становились «чувствительными». У них формировался «выученный страх» и тенденция остро реагировать даже на более щадящие стимулы, как это бывает у людей с тревожными расстройствами. Когда у моллюсков появлялся выученный страх, пресинаптические нейроны выделяли больше химических медиаторов в синапсы, порождая более сильный сигнал. Затем Кандел показал, что моллюсков можно научить распознавать стимул как безвредный[112]. Когда к сифону моллюска аккуратно прикасались снова и снова, но удара за этим не следовало, синапсы, определяющие рефлекс втягивания, ослабевали, и в конечном счете моллюск начинал игнорировать прикосновение. Потом Кандел убедился, что моллюсков можно научить устанавливать связь между двумя разными событиями и что в процессе этого научения их нервная система меняется[113]. Когда он воздействовал на моллюска щадящим стимулом, за которым сразу же следовал удар по хвосту, его сенсорные нейроны вскоре начинали реагировать на этот стимул как на опасный, испуская при этом очень сильные сигналы — даже если последующего удара не было.

Затем, работая совместно с Томом Кэрью, Кандел продемонстрировал, что у моллюсков могут формироваться кратковременные и долговременные формы запоминания. В ходе одного из экспериментов исследователи научили моллюска втягивать жабры после десяти прикосновений. Изменения в нейронах сохранялись в течение нескольких минут, что эквивалентно кратковременному запоминанию. Когда они прикасались к моллюску десять раз во время четырех разных сеансов обучения, которые отделяло друг от друга от нескольких часов до одного дня, изменения в нейронах сохранялись целых три недели[114]. У животных формировались примитивные модели долговременной памяти.

Далее Кандел провел исследование с участием своего коллеги, молекулярного биолога Джеймса Шварца, а также группы генетиков. Интересно было разобраться с отдельными молекулами, участвующими в формировании долговременных форм памяти у моллюсков. Им удалось выяснить, что при превращении кратковременных форм памяти в долговременные в клетках моллюсков вырабатывается новый белок. Ученые выяснили, что кратковременная память превращается в долговременную, когда находящееся в нейроне химическое вещество — белок киназа А переходит из тела нейрона в его ядро, где хранятся гены. Белок активирует ген, который вырабатывает другой белок, меняющий структуру нервного окончания, заставляя его образовывать новые связи между нейронами. Затем Кандел, Кэрью и их коллеги Мэри Чен и Крейг Бейли показали экспериментальным путем, что когда один нейрон формирует долговременную форму памяти для сенсибилизации, количество его синаптических связей может увеличиваться с 1300 до 2700, что представляет собой ошеломляющее по масштабу пластическое изменение.

Тот же самый процесс происходит у нас. Когда мы учимся, мы меняем порядок «проявления», или активации, генов в наших нейронах.

Гены выполняют две функции. Во-первых, это «функция копирования», позволяющая клеткам воспроизводиться, создавая копии самих себя от поколения к поколению. Функция копирования человеком не контролируется.

Вторая функция — «транскрипционная». Каждая клетка нашего тела содержит все наши гены, но не все гены активируются, или проявляются. В момент активации ген вырабатывает новый белок, который меняет структуру и функцию клетки. Эта функция называется транскрипционной, потому что при активации гена происходит «транскрибирование» — считывание с него информации о том, как создать этот белок. На функцию активации генов оказывает влияние то, что мы делаем и чему учимся.

Принято считать, что нас формируют наши гены. Работы Кандела свидетельствуют о том, что в процессе обучения психика способна влиять на выбор генов для считывания. Таким образом, мы можем влиять на наши гены, которые, в свою очередь, вызывают изменения нашего мозга на микроскопическом уровне.

Кандел думает, что, когда психотерапия меняет людей, «она, предположительно, делает это благодаря обучению, вызывающему изменения в проявлении генов. Это приводит к структурным изменениям, преобразующим паттерн взаимосвязей между нервными клетками мозга».

Психотерапевт доктор Сьюзан Воган утверждает, что лечение словом работает благодаря «разговорам с нейронами» и что эффективно работающего психотерапевта или психоаналитика можно назвать «микрохирургом сознания», который помогает пациентам осуществить необходимые изменения в нейронных сетях.

 

Еще об Эрике Канделе

 

Все эти открытия в области обучения и памяти, сделанные на молекулярном уровне, уходят своими корнями в историю жизни самого Кандела.

Эрик Кандел родился в 1929 году в Вене, городе с великим культурным наследием. Однако Кандел был евреем, а в Австрии в те времена царили антисемитские настроения. В марте 1938 года, когда войска Гитлера вступили в Вену, их встречали толпы восторженных людей, приветствовавших присоединение Австрии к Третьему рейху, а католический архиепископ Вены приказал поднять на всех церквях нацистские флаги. На следующий день все одноклассники Кандела — за исключением одной девочки, которая тоже была еврейкой, — перестали с ним разговаривать и начали изводить его. К сентябрю все еврейские дети были исключены из школы.

9 ноября 1938 года — случился «Кристаллнахт», или «Ночь разбитого стекла»: нацисты разрушили все синагоги в Германском рейхе, включая Австрию, отца Кандела арестовали. Австрийских евреев выселили из их домов, а на следующий день 30 тысяч еврейских мужчин были отправлены в концентрационные лагеря.

Кандел пишет: «Даже сегодня, по прошествии более 60 лет, я помню „Кристаллнахт“ так хорошо, как будто это было вчера. Это случилось через два дня после моего девятого дня рождения, тогда меня буквально завалили игрушками из магазина моего отца. Когда мы вернулись в свою квартиру примерно через неделю после выселения, все ценные вещи из нее исчезли, включая мои игрушки… Возможно, нет никакого смысла даже такому сведущему в психоанализе человеку, как я, пытаться найти связь между многогранными интересами и поступками моей последующей жизни и несколькими избранными переживаниями моей юности. Тем не менее я не могу не думать о том, что именно пережитое мною за последний год пребывания в Вене определило мой дальнейший интерес к сознанию, поведению людей, непредсказуемости мотивации и стойкости воспоминаний… Меня поражает то, насколько глубоко эти травматические события детства врезались в мою память».

Психоанализ вызывал у Кандела особый интерес, поскольку он считал, что этот подход «вне всякого сомнения, предлагает наиболее согласованное, интересное и детальное представление о человеческом сознании». И он позволяет лучше понять противоречия в поведении человека — понять: почему у людей цивилизованных обществ можно неожиданно пробудить «такую огромную злобу», и как страна, производящая впечатление цивилизованной, скажем Австрия, может стать «настолько разобщенной».

Психоанализ — это метод психотерапии. Он помогает людям, которые глубоко обеспокоены не только патологическими симптомами, но и какими-либо чертами своего собственного характера. Подобные проблемы появляются, когда внутри нас возникают серьезные конфликты, в результате