Текст книги "Нейроинженерия и нейротехнологии"

Отныне задача заключается в том, чтобы трансформировать эти клетки в слуховые и нервные. Эксперт с мировым именем по развитию внутреннего уха, проф. Гарварда Лиза Гудрих работает вместе со специалистом EPFL по биоинженерии Матиасом Лутольфом над исследованием молекулярных изменений в размножающихся клетках внутреннего уха. С помощью компьютерной программы, позволяющей одновременно тестировать тысячи молекулярных комбинаций, ученые пытаются идентифицировать факторы, способные превратить размножающиеся клетки в слуховые и нервные. Если им удастся найти ключ к загадке природы, лечение приобретенной глухоты медикаментами может стать реальностью.

Другой проект EPFL и медицинского института Гарвардского университета Harvard Medical School (HMS) был направлен на решение проблемы разработки и создания лекарства против глухоты. Впрочем, с того момента, как ученые научатся регенерировать слуховые клетки в лаборатории, им предстоит немалый путь, прежде чем новую терапию можно будет применить для лечения пациентов. Сначала необходимо разработать новые лекарства для внутреннего уха и найти правильные химические компоненты, действующие целенаправленно и постепенно, в течение нескольких месяцев, не принося вреда чувствительным органам слуха. Поиском такого рода препаратов занимается отдельная группа исследователей, возглавляемая специалистом по регенерации слуховых клеток Гарвардской медицинской школы и биоинженером EPFL. Совместно они определяют, какие вещества и технологии применимы к внутреннему уху и способствуют восстановлению клеток. Зафиксированные гидрогелями или другими революционными материалами, данные вещества после введения в ухо действовали бы на оставшиеся там клетки, стимулируя их размножение и превращение в слуховые.

Еще один проект EPFL и медицинского института Гарвардского университета Harvard Medical School (HMS) был направлен на создание нового поколения слуховых имплантатов. Современные имплантаты слухового ядра, улитки, основаны на механизме, позволяющем обойти повреждения внутреннего уха передачей звукового сигнала прямо к слуховому нерву. Такой нейропротез в последние десятилетия пользовался невероятным успехом: более 200 тыс. экземпляров было продано во всем мире. Однако значительная часть заболеваний слухового аппарата не поддается действию нейропротеза, поэтому растет потребность в протезе, действующем не на слуховой нерв, а непосредственно на ствол головного мозга.

Первые попытки разработать подобный протез дали противоречивые результаты по двум причинам: либо электрическая стимуляция не позволяла достигнуть необходимого уровня точности, либо имплантированные электроды оказались недостаточно гибкими для прилегания к нервной ткани. Специалисты HMS совместно с коллегами из EPFL изучают возможности оптической стимуляции улитки и ствола головного мозга, позволяющей достичь большей точности в передаче сигнала. Параллельно исследователи Федеральной политехнической школы Лозанны разработали комбинированный электронно-оптический метод стимуляции, облегчающий манипуляцию имплантатами при введении в ухо.

Крайне интересным проектом EPFL и медицинского института Гарвардского университета Harvard Medical School (HMS) является проект, направленный на то, чтобы заново научиться ходить пациентам-спинальникам. Повреждения спинного мозга влекут за собой самые тяжелые последствия – параплегию без надежды на излечения, ибо головной мозг лишается возможности посылать сигналы в конечности. Исследователи Федеральной политехнической школы Лозанны уже сделали революционные открытия в области стимуляции спинного мозга с помощью электродов и медикаментов, способных «разбудить» парализованные участки, контролирующие движения ног. В лабораторных условиях животные с повреждениями спинного мозга снова смогли ходить, однако непроизвольно. Чтобы движение получалось осознанным и контролируемым, необходим сигнал из головного мозга. Исследователи Гарвардской медицинской школы параллельно работают над генетическими способами регенерации нервных связей, пострадавших при несчастном случае. Совместная работа направлена на разработку методов, которые в будущем, возможно, позволят парализованным пациентам снова встать на ноги (http://www.nashagazeta.ch/news/12456). В 2015 и 2017 гг. эти 2 ведущих медицинских учреждения мира проводили конференции по нейроинженерии, на которых они докладывали о проведенных научных исследованиях, и в сети представлены подробные отчеты об этой очень интересной и захватывающей работе; последние отчеты об этих исследованиях – от февраля 2019 г.

Несмотря на все экономические трудности, которые испытывает Испания в последнее время, она по-прежнему остается одной из передовых стран в области исследований и новых технологий. Так, в 2013 г. команда исследователей из Центра биомедицинской нейроинженерии Университета Мигеля Эрнандеса в Эльче (провинция Аликанте) представили модель робота, который помогает восстановить движения после инсульта. Робот получил название Roboterapist 3D и стал результатом 5-летней кропотливой работы испанских ученых. Модель робота запатентована на международном уровне. Основной особенностью данной модели является то, что с его помощью можно приступить к реабилитации сразу, как только больной приходит в себя после инсульта. По словам проф. Департамента систем и информатики университета, одного из членов исследовательской группы, робот позволяет приступить к восстановлению двигательной функции, когда больной еще находится в постели. Роботы, которые используются в настоящее время, позволяют начать реабилитацию после инсульта, только когда пациент уже может самостоятельно садиться.

Устройство, разработанное испанскими учеными, позволяет совершать движения во всех направлениях и положениях. Кроме того, робот снабжен системой, позволяющей создавать виртуальную реальность, что дает больным возможность вспоминать необходимые в быту движения и повторять их изо дня в день. Например, как подносить стакан воды ко рту, чтобы выпить его содержимое. Робот позволяет проводить все стадии реабилитации пациента. Сначала это элементарные движения. Затем, когда к больному вернулась определенная способность двигаться, следуют упражнения, направленные на восстановление движений, которые необходимы в повседневной жизни, например чтобы есть или пить.

В течение следующих месяцев планируется запуск новой модели в коммерческий оборот. Его использование планируется как в государственных, так и в частных клиниках Испании. Реабилитационные центры других стран Европы также заинтересовались данной разработкой. Как отмечают создали этого уникального робота, он дешевле, чем те, которые используются в настоящее время.

Пока речь идет о применении робота Roboterapist 3D только для восстановления больных, перенесших инсульт. Однако в дальнейшем планируется его использование при лечении тяжелых неврологических заболеваний: болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера и рассеянном склерозе. Стоит отметить, что Испания находится в списке стран, лидирующих по количеству патентуемых изобретений, многие из которых предназначены для использования в области медицины.

Нейротехнологии для создания сверхинтеллекта. Когда мы думаем о сверхинтеллекте, мы в большинстве своем думаем про те возможности его использования, которые отображены в фантастической беллетристике: возможности почти мгновенно выучить любой язык, решать математические задачи любой степени сложности, вычислять со скоростью самого лучшего компьютера и реализовывать другие клише, на которые способны люди с высоким уровнем интеллекта и способностей. Истинный сверхинтеллект заключается кое в чем абсолютно другом – в способностях увидеть то, что может просмотреть все человечество; придумывать абсолютно новые идеи и уметь их осуществлять; понимать и находить самые фундаментальные законы и процессы природы, о которых не думали даже самые гениальные люди; понимать и улучшать свои собственные мыслительные процессы, и т. д. Кибернетический сверхинтеллект – не просто человек-гений, а нечто абсолютно сверхчеловеческое, могущее изменить весь мир в течение часа. Сверхинтеллект – новая ступень развития человека. Так же, как мы не можем написать книгу про героя более умного, чем мы, мы не можем пока понять и представить мысли и поступки настоящего сверхинтеллекта. Возможные пути создания сверхинтеллекта – это разработка способов загрузки информации в мозг, нейроинженерия и совершенствование систем искусственного интеллекта. Пока эти технологии находятся на стадии формирования научной идеи, зато другие нейротехнологии совершенствования памяти как основы искусственного интеллекта активно разрабатываются в рамках проекта «СПИНТРОНИКА», описанного H. Enaya et al. в J. Appl. Phys. (№104, 084306) в 2008 г., где постулирована возможность совершенствования памяти человека на магнитных поляронах. Сотрудники North Carolina State University (США) предложили устройство энергонезависимой магнитной памяти, основанное на магнитных поляронах. Структура и 2 логических состояния ячейки памяти приведены на рис. 24.

Квантовые точки соприкасаются с тонким ферромагнитным слоем. Дырки в них поставляются из квантовой ямы, находящейся в антиферромагнитном состоянии. Состояние «0» характеризуется тем, что в квантовой точке находится мало дырок. По отношению к спинам они имеют то же самое антиферромагнитное состояние, что и в квантовой яме, откуда они пришли. В этом состоянии спины магнитных ионов не возмущены. В логическом состоянии «1» происходит сильное обменное взаимодействие дырок с магнитными ионами через границу раздела. Возникает коллективный магнитный полярон, в котором спины дырок и магнитных ионов направлены противоположно друг другу. Энергетически становится выгодным наполнение квантовой точки дырками. Этот процесс ограничен нарастанием кинетической энергии дырок в квантовой точке, поскольку дырки являются фермионами. Оценки авторов показывают, что устройство может работать при комнатной температуре и время памяти достаточно для практических применений (Вьюрков, 2012).

Рис. 24. Два логических состояния ячейки памяти, отличающиеся направлением спинов дырок в квантовых точках (QD) и спинов магнитных ионов в ферромагнитном слое (FM)

Нейротехнологии создания физического бессмертия. Самым «крутым» апгрейдом человечества вообще и нейротехнологий в частности может стать возможность физического бессмертия. Все остальное – ничто по сравнению с этим результатом. Сегодня уже есть даже научно-этическое мировоззрение, построенное вокруг этой новомодной научной идеи. Реализация физического бессмертия требует взгляда на человека как на целостную физическую систему, составленную из отдельных взаимодействующих и взаимосвязанных рабочих частей, многие из которых имеют тенденцию стареть и разрушаться. Кембриджский биогеронтолог Обри ди Грей идентифицировал 7 причин, которые ведут к старению организма. Этот список полон, поскольку уже несколько десятилетий мы не наблюдали разрушительных процессов в организме, которые нельзя было бы объяснить с помощью одной из них. Победа над старением требует просто устранения этих причин, одна за одной. Это износ клеток, излишние клетки, хромосомные мутации, митохондриальные мутации, клеточные вредные вещества, внеклеточные вредные вещества и протеиновые перекрестные сшивки. Ряд исследователей уже работает над решениями этих проблем, но чтобы допустить возможность успеха, нужно относиться к старению как к болезни, а не неотъемлемой части жизни (www.transhumanism-russia.ru/content/view/548/116/‎). В своих научных статьях последних лет (Брюховецкий, 2020; Bryukhovetskiy A.S., Bryukhovetskiy I.S., 2020), опубликованных в России и за рубежом, мы также разделяем эту точку зрения на старение не как на закономерный процесс дряхления и увядания организма человека, а как на постгеномное (транскриптомное, протеомное и эпигенетическое) системное заболевание гемопоэтических стволовых клеток человека, эволюционно обусловленное и формируемое в процессе жизни человека в условиях неблагоприятной окружающей среды и необратимых изменений климата. Однако детали и тонкости этого научного видения проблемы старения лучше прочитать в нашей проблемной обзорной статье (Брюховецкий А. С., Брюховецкий И. С. Старение как системное возрастзависимое эпигеномное молекулярно-биологическое заболевание гемопоэтических стволовых клеток костного мозга человека и обоснование научных подходов к проблеме антистарения, увеличения продолжительности жизни и активного долголетия), опубликованной в №8 (116) журнала «Научный обозреватель» от 2020 г.

Нейротехнологии создания суперсилы. В начале 2006 г. группа ученых из Техасского Университета в Далласе под руководством д-ра Рея Баухмана разработала работающие на водороде и спирте искусственные мускулы, в 100 раз более сильные, чем природные. Леонид Тараненко, советский тяжелоатлет, до настоящего времени держит мировой рекорд по силе, поднимая штангу весом в 266 кг. Если заменить естественные мускулы Тараненко на мышцы из синтетических полимеров д-ра Баухмана, то он смог бы поднять 26 600 кг, или около 30 т. Это эквивалентно весу огромной яхты. Суперсила – интересная область в нанотехнологиях и нейротехнологиях, тем более что все уже сделано, остался только один шаг – собственно внедрение синтетических мускульных волокон в тело человека, что сегодня будет делом непростым и даже, наверное, незаконным. Однако это не означает, что это не будет сделано в течение пары следующих десятилетий. Дальнейшие исследования в этой области сделают искусственные мышцы безопасными для нормальных людей, несмотря на многочисленные этические вопросы. Плюс усовершенствованных мускулов – гораздо меньшая уязвимость человека к несчастным случаям. Также они смогут обеспечить бронезащиту от пуль или других форм нападения. Минус – в том, что некоторые захотят использовать сверхсилу для причинения вреда другим людям. Поэтому всем правоохранителям и даже ученым придется поставить себе еще более сильные мускулы.

Нейротехнологии для усовершенствования внешнего вида человека. В целом в мире существует согласие относительно того, кто красивый, а кто не очень. Многочисленные эксперименты показали, что хотя есть легкие субъективные отличия у каждого человека, мы все бессознательно подбираем знакомых в соответствии с биологически запрограммированными идеалами красоты, соответствующими повышенной приспособленности. До поры до времени это неизбежно. Единственный способ изменить это положение вещей – достичь нервной системы и разрушить некоторые связи. Пока этого еще не произошло, мы можем улучшить свою жизнь – и жизни тех, кто смотрит на нас, – используя возможности стать более красивыми и привлекательными. Мы чистим зубы, держим себя в форме, регулярно принимаем душ и выполняем много других рекомендаций для красоты. Некоторые из нас даже посещают пластического хирурга, с различными результатами. Согласно опросам, такие процедуры, как липосакция, обеспечивают очень высокий уровень удовлетворения пациентов. По мере того как безопасность и точность наших технологий модификации тела увеличивается, мы сможем менять свои лица и тела с минимальной суетой и максимальной пользой. Каждый сможет быть потрясающе привлекателен. И что самое замечательное, мы все сможем насладиться этим. Если каждый становится привлекательным, то мы не должны считать немного менее привлекательных уродливыми – наш мозг не работает так. Привлекательный человек привлекателен, неважно, есть рядом другие люди или нет. На планете, полной населения из привлекательных людей, наше качество жизни может здорово улучшиться.

Нейротехнологии психокинеза. В реальном мире психокинез – смесь наивной веры и псевдонауки. Несмотря на то что почти 30% людей думают, что можно воздействовать на объекты только силой мысли, история и свидетельства ясно показывают, что это полная ложь. В жизни никаких людей-экстрасенсов никогда не было, а если и были, то это отдельные люди с уникальными возможностями. Однако это не означает, что мы не сможем создать техносенсов искусственным путем. По мнению некоторых выдающихся ученых в области нанотехнологий (Drexler, 1999), к 2030 г. мы будем работать с «конструкционным туманом» – роем очень маленьких машин, летающих в воздухе и соединяющихся друг с другом с помощью робоманипуляторов. «Объединяя компьютерно-мозговые интерфейсы, подобные используемому Клавдией Митчелл для работы ее руки-протеза, с „конструкционным туманом“, мы будем иметь прямые мысленные контакты с могущественными внешними роботами, демонстрируя самый настоящий психокинез». «Конструкционный туман» при наличии необходимого программного обеспечения будет способен выполнять практически любое физическое задание или симулировать широкий спектр материалов. Поскольку «конструкционный туман» может действовать при низкой плотности, места все равно останется очень много. Комната, наполненная «конструкционным туманом», выглядела бы пустой, обычной, а люди в ней смогли бы двигаться и дышать нормально. Они заметили бы признаки полезного тумана только при его активизации – или центральным компьютером, или через нейроинтерфейс. Как только связь будет установлена, можно будет отдавать практически любые приказы на выполнение, правда при наличии соответствующих программ. Бросать предметы без использования мышечных усилий, левитировать, разбивать яйцо с другого конца комнаты, создавать энергетические шары, потоки и т. д. станет возможно все то, о чем каждый из нас читал в сказках, мечтал, но не мог осуществить.

Нейротехнологии аутопоэзиса (аллопоэзиса). Аутопоэзис по-гречески – самосоздание. Аллопоэзис – создание других. Наше тело участвует в обоих этих процессах все время – мы рождаемся как зародыши, которые развивают сами себя, пока не становятся взрослыми, а затем останавливаемся в развитии. Наше тело производит внешние вещи, но при этом обычно вовлекая в этот процесс тысячи других человек и даже целую экономику. В будущем будут кибернетические средства, которые сделают возможным личный аутопоэзис и аллопоэзис, работающие, вероятно, на основе молекулярной нанотехнологии. Используя любой доступный исходный материал, набор сложных конструкций и внутренние модули для нанопроизводства, мы сможем в буквальном смысле вдохнуть жизнь в глину. Если наши руки или ноги отказали, мы сможем построить нужные модули в других частях тела и воссоздать новые конечности. Вместо создания роботов на фабрике мы построим их сами. Возможности безграничны, но требуют большего развития технологий, чем все остальное, обсуждавшееся в этом списке.

Нейротехнологии контроля и слежения за человеком. Последние события все больше свидетельствуют о том, что глобальная элита и транснациональные корпорации переходят к открытому контролю над государствами и всем человечеством на основе новейших информационно-компьютерных нейротехнологий. Скандал с Эдвардом Сноуденом, который разразился в дни заседания Бильдербергской группы, которая, в свою очередь, собралась сразу после ежегодной конференции Google Zeitgeist, на которой подводились итоги анализа миллиардов запросов пользователей системы Google, лишь убедительно иллюстрирует современные возможности слежения за людьми с использованием нейросетей и алгоритмов больших данных. Мы не будем в этой книге останавливаться на этой группе нейротехнологий, т.к. о них и так очень много говорят в СМИ и очень мало в научной литературе. Мы не считаем себя специалистами в этой области систем современной безопасности на базе нейрокомпьютерных технологий, но их стремительное развитие и внедрение в повседневную жизнь гражданского общества уже сегодня становится реальностью и нашей обыденной повинностью. Постоянное наблюдение и надзор за населением и тотальный контроль за перемещением людей в нашей стране и за рубежом в период пандемии коронавирусной инфекции COVID-19 являются лучшей иллюстрацией существования этих нейротехнологий на практике.

Нейротехнологии манипуляции памятью человека. В 2002 г. исследователь Джон Харт (John Hart) опубликовал в издании Proceeding of the National Academy of Science (USA) доклад, в котором изложил довольно любопытные данные, проливающие свет на природу человеческой памяти, процесс ее деградации и возможности манипуляций ею. Харт проанализировал память с точки зрения электрических ритмов и пришел к выводу, что объекты в нашей памяти сохраняются в своем контексте: к примеру, вспоминая собаку, вы вспоминаете ее запах, издаваемый ею звук, кличку и то, как эта собака выглядела. Это обусловлено тем, что память задействует различные зоны мозга, отвечающие за разные уровни восприятия и координирующие различные органы чувств.

Удалось зафиксировать сам процесс припоминания. Было высказано предположение, что объединяющим разные части мозговых центров в процессе воссоздания образа является таламус (thalamus). Мозгу гораздо проще и удобнее синтезировать разноплановую информацию, исходящую из разных центров, а не хранить образ единым «блоком-кирпичом».

По мнению Харта, четко и емко вспоминаемый образ – результат синхронизированной работы различных мозговых центров. Упрощенно говоря, беспрепятственное прохождение электрического импульса – залог того, что называют хорошей памятью. Поэтому «короткое замыкание» – несинхронная работа центров – может приводить к выпадению некоторых фрагментов образов. Так, типичный пример несинхронной работы импульсов и дефекта в работе таламуса – забывание названия объекта: «Ну этот… ну как его… э… ну… с горбами… ну он еще в пустыне живет».

Согласно теории Харта, пациенты с болезнью Альцгеймера отнюдь не теряют память. Все «шаблоны» все еще хранятся в сознании больного, но они становятся недоступными для таламуса. Они словно закрыты в сейфы, ключ от которого утерян. Исследование Харта имеет большое значение. Если версия о непосредственной связи электрических ритмов с памятью подтвердится, возможно, со временем будет найден ключ к т.н. старческим болезням, большинство которых сопровождается резкими ухудшениями памяти.

Мозг может передавать функции памяти из поврежденных отделов коры на неповрежденные участки, и это путь к манипуляции процессами памяти. Ученые института физиологии им. А. И. Караева Академии наук Азербайджана выделили из мозга крыс 2 белка: один из них способствует запоминанию, другой же, наоборот, препятствует. Два эти белка в паре образуют молекулярный выключатель памяти. Люди, жалующиеся на память, не разделяют это понятие на составные части, поскольку им важен результат, т.к. они плохо помнят. А между тем память – это сложный, многоступенчатый процесс. Сначала новую информацию усваивают, потом она передается в долговременную память, и, наконец, ее надо суметь извлечь оттуда. На любом из этих этапов может произойти сбой, поэтому ученые неустанно исследуют механизмы регуляции памяти, в т.ч. роль отдельных белков. К сожалению, методы изучения мозговых белков суровы: чтобы их выделить, необходимо снести голову объекту исследования. По сравнению с этой процедурой другая стандартная операция – введение в желудочек мозга под наркозом антител или белков – кажется уже совершенным пустяком. Короче говоря, белки памяти изучают не на людях, а на крысах.

Для исследования крысиной памяти сотрудник института А. А. Месхиев (2015) использовал модель пассивного избегания. Животное помещали в светлый отсек экспериментальной камеры. Крысы предпочитают укромные уголки, на свету им неуютно, поэтому они обычно перебегают из светлого отсека в темный. Но там крысу ожидал слабый удар тока, после чего ее возвращали в светлый отсек, откуда и извлекали. Через 2 сут крысу опять водворяли в камеру на 5 мин. и смотрели, заглянет ли она в темный отсек, т.е. проверяли, крепка ли у нее память.

Из головного мозга крысы А. А. Месхиев выделил белок, названный им SMP-69. Если заблокировать действие этого белка (ввести в мозг соответствующие антитела), крыса не может запомнить, что темного отсека надо избегать. При этом в ее мозговых клетках идет интенсивный синтез другого белка, т.н. фракции 28. Если ввести в мозг фракцию 28, а затем пустить крысу в камеру, она ничему там не научится. Если же этот белок ввести после сеанса обучения, животное все помнит. Следовательно, фракция 28 блокирует сам процесс запоминания, но не хранение и воспроизведение информации. Два этих белка составляют в паре молекулярный выключатель памяти: при достаточном количестве SMP-69 память в порядке; при его нехватке фракция 28 образуется в избытке и отключает запоминание.

Как ни велик соблазн, результаты подобных экспериментов на животных нельзя автоматически переносить на людей. К человеку большая часть информации приходит в виде слов, а механизм словесной памяти иной, нежели запоминание действий и событий. Поэтому пока нет оснований говорить о том, что количество белка SMP-69 влияет на учебу.

Не менее интересными представляются работы по биоуправлению памятью человека и ложными воспоминаниями, представленные В. Аристарховым (2018). Причины ложных или искаженных воспоминаний психологам известны давно. Среди них и особый склад личности, заставляющий человека замечать одно и упускать из виду другое, и власть стереотипов, отправляющих восприятие по проторенной дороге привычных ассоциаций и наоборот, а также необузданная фантазия и внушаемость… Ложное воспоминание может сформироваться сразу после восприятия или даже в процессе самого восприятия, а может и через некоторое время, когда сознание случайно оживит событие перед мысленным взором или намеренно вызовет его из глубин памяти. Чем больше времени пройдет от события до момента воспоминания о нем, тем больше риск искаженного воспроизведения этого события в памяти из-за наложения новых впечатлений и переживаний, оставивших след в личности вспоминающего. Ф. Ницше в связи с этим отмечал, что «драму воспоминания ставил уже другой режиссер, не тот, который руководил постановкой восприятия». О психологических причинах ложных воспоминаний немало писал и Зигмунд Фрейд. Вся его знаменитая теория забывания, изложенная в «Лекциях по введению в психоанализ», в сущности, посвящена этой проблеме. Но ни З. Фрейд, ни его последователи не подозревали, что кроме психологических причин у ложных воспоминаний есть еще и чисто физиологическая основа. Это стало ясно в результате работ Надера (K. Nader) и Шaфe (G. Schafe), опубликованных в журнале Nature в 2000 г. (Nader K., Schafe G.E., Le Doux J.E. Fear memories require protein synthesis in the amygdala for reconsolidation after retrieval // Nature. 2000. Vol. 406. P. 722—726). Тем не менее, как у каждого открытия, у него есть свои история и предыстория.

Предысторию мы находим в трудах невропатологов XIX в., которые описали во всех подробностях, как люди, перенесшие сотрясение мозга или психический шок, теряют память о тех событиях, что непосредственно предшествовали роковому событию. Иногда забвение охватывало у испытуемых более длительный период. Но с течением времени период «провала в памяти» сжимается во времени и «невспоминаемым» остается лишь небольшой отрезок, непосредственно примыкавший к тому мигу, когда человек потерял сознание.

В 50—60-е гг. прошлого века начались исследования по биологическим основам памяти. Биологи, пытаясь понять механизмы памяти, вырабатывали у подопытных животных простые навыки, а затем проверяли прочность выработанного навыка, воздействуя на них электрошоком, который стирал непрочно усвоенные навыки. Этот эксперимент позволил установить, сколько времени понадобится для прочного запоминания навыка (т.е. настолько прочного навыка, что электрошок его не стирает). Возникли представления о кратковременной памяти, которая может быть непрочной и легко стираемой, и о памяти долговременной, которую никакой шок не в состоянии отшибить. Возникло и понятие о консолидации следов: у тех, кто не помнит, что было непосредственно перед шоком, следы воспринимаемого не успели консолидироваться. Каков же механизм этой консолидации? Биологи пришли к гипотезе, что в мозге, в нейронных контурах, по которым циркулируют электрические импульсы, несущие в себе закодированную информацию о воспринимаемом, происходит синтез белков, т.е. память имеет молекулярную природу. Тогда же обнаружилось, что некоторые химические вещества действуют на память подобно электрошоку. Они мешают вспоминать то, что без них вспоминается без всякого труда, но их действие видно лишь в масштабах целого мозга, а на что именно они действуют в клетках, оставалось неясным.

Работы А. А. Месхиева (http://galactic.org.ua/Prostranstv1/n-nov-9-4.htm) – прямое доказательство этих манипуляций с памятью. Эксперименты, которые были поставлены современными исследователями природы памяти, используют некоторые методологические подходы, похожие на те, что делались предшественниками, однако последние достижения молекулярной и клеточной биологии позволили ученым найти химические механизмы управления памятью. Эксперимент проводили следующим образом. Для начала у подопытной крысы вырабатывали простейший рефлекс страха, или, как говорят физиологи, рефлекс избегания. Крыса, сновавшая по клетке, слышит неожиданный звонок и одновременно ощущает лапками несильный удар тока. При следующем звонке она уже в страхе застывает. Она боится очутиться на том месте, где ее ударило током. Исследователи предположили, что страх запечатлен у крысы в миндалине мозга, которая ведает эмоциями. Ученым удалось установить, какие отделы миндалины участвуют в формировании эмоции страха. Дальнейшие эксперименты показали, что если в миндалину ввести анизомицин (вещество, блокирующее синтез белка) в короткий промежуток времени после формирования условного рефлекса, то страх в долговременную память перейти не успеет и крыса при звонке не оцепенеет, а как ни в чем не бывало ступит на опасный участок пола и получит удар током. Но если инъекцию сделать, скажем, через 6 ч, мозг успеет синтезировать новые белки, консолидация следов воспринятого состоится и крысу на опасный участок уже ничем не заманишь. В течение 6 ч память, как говорят ученые, остается лабильной – открытой для всевозможных манипуляций. Прошло 6 ч – она консолидируется («затвердевает»).

Затем К. Надеру и Г. Шафе пришла в голову новая мысль – проверить воздействие различных факторов на устойчивость консолидированной памяти. Для этого пришлось модифицировать эксперимент. Сначала все идет по традиционной схеме: у крысы вырабатывается связь «звонок – электрический шок». Затем экспериментаторы выжидают не 6, а 30 ч, чтобы страх утвердился в крысином мозге надежно и прочно. Затем они включают звонок, чтобы оживить у крысы ужасное воспоминание, и сразу вводят ей в миндалину вещество, блокирующее синтез белка. Как подействует в этом случае блокатор на усвоенный урок? Ранее исследователи полагали, что сформированную связь «звонок – электрический шок» простым введением инъекции анизомицина нарушить невозможно, однако новая серия экспериментов, где звонок вызывает воспоминание, а затем сразу же вводится блокатор синтеза белков, показала, что при таком воздействии блокатор разрушает консолидированную память. Это означает, что воспоминание о страхе, вызванное звонком, каждый раз приводит к необходимости синтезировать белки, которые вновь закрепляют эту негативную эмоцию. Таким образом, у ученых появился инструмент воздействия на сформированный, казалось, навечно условный рефлекс страха. Вскоре вместо того, чтобы замереть в ужасе при звуках звонка, крыса просто реагирует на него – останавливается и с любопытством осматривается. Ее память лабильна и открыта для любых воздействий.