Память - это наша душа

На протяжении тысячелетий выдающиеся мыслители интуитивно чувствовали, что память  - центр душевной жизни человека. Английский философ Дж. Локк задавался вопросом, что сохраняет личность человека на протяжении десятилетий, и приходил к выводу, что это может быть только память. Известный американский философ Ян Хакинг, посвятивший одну из своих книг возникновению науки о памяти, считает, что в XX веке понятие памяти постепенно заняло в западной мысли то место, которое до этого отводилось душе. Это было в значительной части связано с прогрессом науки о памяти. Об основных вехах ее развития и перспективах мы беседуем с известным далеко за пределами нашей страны ученым, руководителем отдела системогенеза Института нормальной физиологии им. П.К.Анохина РАМН членом-корреспондентом РАМН Константином АНОХИНЫМ.

- Константин Владимирович, можно ли как-либо измерить объем человеческой памяти?

-Думаю, что нет. Наивны попытки представить ее в единицах измерения информации - битах или байтах. Описаны люди с неограниченным объемом памяти, да и у каждого из нас в ней, по всей видимости, хранится гораздо больше информации, чем мы можем воспроизвести. Вот как получить к ней доступ - это другой вопрос, который пока мало исследован.

-Какие структуры мозга являются "кладовыми" памяти?

-Это один из фундаментальных вопросов науки о памяти, который изучался с конца XIX века целой плеядой замечательных ученых. В частности, поиски С.С.Корсаковым нервных субстратов хранения памяти привели в середине XX века к открытию таких структур в мозгу человека. При этом было  обнаружено, что у человека существует нескольких видов памяти, зависящих от разных областей мозга. В определенных  клинических случаях человек может терять одни формы памяти и сохранять другие. Это было впервые открыто в знаменитых наблюдениях над американцем Генри М., которого в 1953 г. прооперировали по поводу тяжелой инкурабельной эпилепсии. Было решено удалить у него места локализации очагов эпилепсии - гиппокамп и височные доли в обоих полушариях мозга. У больного действительно исчезла эпилепсия, но неожиданным последствием этого стала  тяжелейшая антероградная и ретроградная амнезия. Этот случай был настолько интересен для ученых, что они исследовали Генри М. на протяжении почти 40 лет, и он стал мировым рекордсменом среди больных по количеству посвященных ему научных публикаций. Антероградная амнезия проявлялась в том, что события стирались из его памяти, как только он отвлекался от текущего события. "Каждый мгновение - рассказывал он врачам - похоже на пробуждение от сна". Он непрерывно здоровался с одними и теми же врачами, забывая, что он их уже видел, у него на тумбочке лежал совершенно истрепанный журнал, который Генри читал месяцами и каждый раз с интересом заново. Хотя память детства, которая, видимо, зависит от других областей мозга, осталась ненарушенной. Интересно, что его коэффициент интеллекта при этом тоже практически не пострадал и оставался достаточно высоким.

Очень похожие нарушения памяти наблюдаются и при синдроме Корсакова - как при его классической форме, связанной с алкоголизмом, так и возникающем при различных интоксикациях. Гиппокамп, область мозга, которая пострадала у Генри М., часто страдает при синдроме Корсакова. Поэтому к 60-м годам сложилось представление, что именно эта область и отвечает за хранение человеческой памяти. Однако потом, внимательно исследуя память у того же Генри, ученые с удивлением обнаружили, что он способен хорошо выучивать многие вещи. Но проблема в том, что он этого не знал, поскольку у него отсутствовала автобиографическая память. Оказалось, что у больных, подобных ему, теряется память об эпизодах прошлого, но при этом обучение выполнению тех или иных задач у них не нарушено. Такие пациенты способны вырабатывать многие навыки и осваивать довольно сложные задачи не хуже здоровых - например, быстро читать задом наперед или обучаться обводить сложные фигуры, глядя на их отражение в зеркале.

Кроме того, у таких пациентов остаются некоторые виды бессознательной памяти, которые называют праймингом. Например, человеку читают список слов, а затем дают их первые слоги, которые являются началом для самых разных слов, и предлагают закончить. Феномен прайминга состоит в том, что люди обычно заканчивают их именно так, как до этого слышали. Такая память даже не требует сознания: оказалось, что люди способны запоминать на уровне прайминга слова, которые им читали под наркозом во время операции.

Эти опыты показали, что существует несколько видов памяти - при синдроме Корсакова и разрушении гиппокампа нарушается  память  о прошедших событиях, людях, фактах, но другие ее виды  сохраняются. Поэтому сегодня существует представление о множественных системах памяти, имеющих, видимо, разные функции. Одни нужны для выполнения деятельных навыков (езда на велосипеде, игра на фортепиано и т.д.), другие - для формирования устойчивых жизненных привычек, третьи связаны с эпизодическими воспоминаниями. Для каждого из этих видов памяти существует своя нейроанатомия, и разная патология затрагивает разные виды памяти.

-Болезнь Паркинсона - это тоже нарушение памяти?

-В том числе. При этой патологии страдает стриатум, вследствие чего нарушается память многих навыков, хотя сохраняется нормальной эпизодическая. А эмоциональная память  зависит от другой структуры мозга, находящейся в лимбическом круге, - миндалины.  Давно было известно, что у животных эта структура отвечает за эмоциональные реакции, например, у обезьян и кошек при разрушении миндалины развивается синдром Клювера-Бюси, они становятся индифферентными, теряют избирательность к половым партнерам. Люди с избирательными повреждениями этой структуры из-за редкой генетической патологии, болезни Урбаха-Вите, запоминают события, но не выделяют из них эмоционально значимые.

Сегодня нейрохирургические операции делают с гораздо большей осторожностью, поскольку известно, какие участки мозга нельзя затрагивать, чтобы не нарушить память. Но остаются такие ситуации, как опухоли, инсульты, черепно-мозговые травмы, вирусные заболевания. Бывают и травматические амнезии, когда во время очень сильного стресса происходит выброс большого количества стероидных гормонов, действующих на гиппокамп и повреждающих его клетки. В этих случаях возникает так называемая психогенная амнезия, с которой  сегодня тоже трудно бороться.

-Но, с другой стороны, эмоционально  значимые события запоминаются лучше, чем нейтральные... 

-Это другой вид  стресса - физиологический.  Он часто приводит к формированию прочной, яркой, так называемой "фотовспышечной" памяти. Действительно, американцы старшего поколения по сей день помнят, где они услышали об убийстве Кеннеди. А мы, не задумываясь, скажем, при каких обстоятельствах узнали о смерти Брежнева или о путче 1991 г. Исследования показывают, что формирование такой эмоциональной памяти связано с активацией нейромедиаторных систем мозга, в которых участвует норадреналин.

 -А что происходит с пациентами с полной потерей памяти, которых время от времени находят в разных городах России?

-Некоторые вирусы и химические отравления способны вызывать гибель нервных клеток, и это может быть одной из причин тяжелой амнезии. Возможно, с такими людьми происходит нечто подобное тому, что описали английские ученые. Они наблюдали пациента из Оксфорда, в прошлом известного музыканта, который из-за разрушения гиппокампа нейротропным вирусом герпеса целиком потерял эпизодическую память. Его нашли в сквере, где он бродяжничал, не помня себя. Несмотря на все попытки лечения, к больному так и не вернулась память, и он смог существовать только благодаря уходу и безграничной заботе его жены. Трагедия этого случая была в том, что  память у него исчезла как раз на те сроки, что он был женат, и он не узнавал жену, считая ее совершенно незнакомым, чуждым ему человеком. Но в то же время он продолжал легко разучивать новые мелодии, хотя не помнил, где он их услышал - его музыкальная процедурная память не подверглась нарушению.

-Когда память переходит из кратковременной в долговременную?

-Наряду с изучением нейроанатомических субстратов памяти, это стало вторым важнейшим направлением исследований механизмов запоминания. Оно было начато в конце ХIХ века молодым немецким психологом Германом Эббингаузом. Делая опыты на себе и пытаясь запомнить бессмысленные сочетания букв, написанные на карточках, он пришел к выводу, что память проходит две фазы. В первой из них,  в течение 1-2 часов ученый помнил очень много этих карточек, а во второй оставалось не более 30% этой информации, но она сохранялась в памяти и через несколько месяцев. Так зародилась концепция, которая стала доминирующей в исследовании нервных механизмов памяти в XX веке. Согласно ней память сначала существует в лабильной форме, когда она может быть нарушена сотрясениями мозга, контузиями, судорогами, а потом какими-то неизвестными путями переходит в прочную форму, и такую память чрезвычайно сложно нарушить. Процесс перехода, который  происходит вскоре после приобретения новой информации,  называется консолидацией памяти.

Следующим очень крупным открытием было то, что в конце 40-х годов американский исследователь Дункан показал, что электросудорожный шок, нанесенный сразу после обучения, способен вызывать амнезию и у животных - появилась возможность экспериментального исследования механизмов консолидации. В 60-е годы выяснилось, что такой же эффект нарушения консолидации памяти может дать воздействие на молекулярные процессы внутри клеток. К тому времени было показано, что при  обучении в мозгу животных происходит синтез новых молекул РНК и белков, то есть идет экспрессия определенных генов. Несколько групп ученых показали, что если животным перед обучением вводить ингибиторы синтеза белков, то  они остаются обучаемыми, но у них пропадает долговременная память на эти события. То есть они не способны хранить память долго без синтеза новых белков. Это подтвердило гипотезу, согласно которой для долговременной памяти необходим синтез неких макромолекул в нервных клетках. Но вся волна этих исследований угасла в 70-е годы, поскольку не существовало еще необходимых методов идентификации генов и белков, участвующих в запоминании новой информации.

-Каковы результаты ваших собственных исследований?

-Мы начали работать над этой проблемой в середине 80-х годов, когда появились методы генной инженерии, и можно было попытаться отыскать гены, отвечающие за запоминание новой информации. Мы работали совместно с сотрудниками Института молекулярной генетики Академии Наук и проверяли гипотезу, согласно которой во время запоминания активируются  те же молекулярные механизмы, что и во время роста и развития нервной системы. Оказалось, что один из нескольких генов, которые мы проверяли, как правило "молчал", но во время приобретения любого нового опыта он давал мощный всплеск экспрессии, причем участки мозга, где она происходила, зависели от того, какой вид информации усваивался. Нам удалось показать, что это не просто параллельные процессы. Если заблокировать экспрессию только этого гена с помощью разрушающих его продукты антисмысловых олигонуклеотидов, оставив все остальные гены нормально работающими, то у животных сохраняется только кратковременная память и не образуется долговременная, так же, как это происходило при введении общих ингибиторов синтеза белка в опытах 60-х годов. 

Эти исследования были продолжены в других лабораториях и  привели к раскрытию целого каскада молекулярных процессов, запускающих экспрессию этого гена и сцепленных с ним функций. В 90-е годы стало ясно, что, воздействуя на эти геномные процессы, можно влиять на память. Это нельзя сделать у человека, но существует уже несколько экспериментальных работ с созданием трансгенных линий мышей, у которых этот каскад был специально усилен в определенном месте. Стимул, действующий во время обучения на клетку, вызывает обычную активацию этого каскада у нормальных животных и гораздо более выраженную - у генетически модифицированных. В результате улучшается передача сигнала по этому каскаду, и у таких животных наблюдается уникальная память.

-Значит, возможно создание нового класса препаратов, улучшающих память?

-Именно в этом заключается интерес сегодняшних поисков. Поскольку эти процессы идут внутри клетки, часто в ее ядре, есть надежда создать очень специфичные усилители памяти. То есть оставить  без изменений процессы обмена информацией между клетками, из-за которых может измениться не только память, но и эмоции, восприятие, поведение, а потенцировать лишь процессы, связанные с образованием следов этих изменений. И это никак не повлияет на другие функции мозга, он будет просто лучше или хуже помнить.

Один из подходов - поиск селективных усилителей памяти (когнитивных энхансеров). Некоторые из таких новых препаратов находятся в разработке, два препарата подошли к первой стадии клинических испытаний. И через несколько лет  ожидается их широкое распространение на рынке. По моим оценкам, первое их поколение еще не будет очень специфичным, а вот второе, которое пока исследуется в экспериментах и появится лет через 10-15, окажется гораздо более селективным.

-При каких заболеваниях будут применяться эти препараты?

-Показаниями к ним могут стать болезнь Альцгеймера и другие нейродегенеративные заболевания пожилого возраста. Кроме того, Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств (FDA) разрешило в 2002 г. лекарственное лечение  "умеренных когнитивных расстройств", в которые входит ослабевание памяти, происходящее с возрастом у очень многих людей. Например, в США сейчас насчитывается приблизительно 5 млн больных болезнью Альцгеймера, и при этом полагают, что около 30-40 млн людей страдают от незначительных когнитивных расстройств. Шаг, предпринятый FDA, означает, что теперь для терапии этих состояний могут использоваться лекарственные препараты. Так что сфера применения этих препаратов может быть огромной.

Но параллельно с поиском этих препаратов идет бурная полемика об этичности их создания. Я разделяю тревоги по поводу того, что, когда такие препараты появятся в продаже, они могут повлечь за собой много проблем. Особенно, если будут использоваться здоровыми людьми. Например, если при сдаче экзаменов один студент будет принимать эти препараты, а другой нет, то они окажутся в неравном положении. Это будет своего рода интеллектуальный допинг. Как избежать того, чтобы родители в попытках улучшить успеваемость своих детей не начали давать им такие усилители памяти? Ведь неизвестно, какое влияние они могут оказать при длительном применении, не будет ли развиваться химическая или психологическая зависимость от них. Так что вокруг сфер применения этих новых препаратов пока остается очень много вопросов.

Беседу вел Федор СМИРНОВ.