В поисках памяти - Кандель Эрик Ричард (книги серии онлайн .txt) 📗
9–2. Aplysia californica — крупный морской моллюск. (Фото любезно предоставил Томас Тайкс).
Но аплизия привлекла мое внимание не своей биологией и красотой облика, а некоторыми другими свойствами, о которых Анжелика Арванитаки-Халазонитис и Ладислав Тауц говорили на лекциях, посвященных европейскому виду аплизии (A. depiIans). Они оба подчеркивали, что нервная система аплизии состоит из небольшого числа клеток — примерно 20 тыс., в то время как в нервной системе млекопитающих их порядка 100 млрд. Большинство этих клеток собрано в девять узлов, или ганглиев (рис. 9–3). Считалось, что каждый ганглий управляет несколькими простыми рефлексами, поэтому я полагал, что число клеток, ответственных за каждую простую форму поведения, скорее всего, невелико. Кроме того, некоторые из клеток аплизии относятся к самым крупным во всем животном мире, и в них сравнительно несложно вводить микроэлектроды для регистрации электрической активности. Пирамидальные клетки гиппокампа кошки, активность которых мы с Олденом регистрировали, относятся к самым крупным нервным клеткам в мозгу млекопитающего, но их диаметр составляет всего 20 микрон (1/1250 дюйма), и увидеть их можно только под микроскопом с хорошим увеличением. Некоторые клетки нервной системы аплизии в пятьдесят раз больше, и их можно увидеть невооруженным глазом.
9–3. Нервная система аплизии очень проста. Она состоит из 20 тыс. нейронов, собранных в девять отдельных узлов, или ганглиев. Поскольку в каждом ганглии содержится сравнительно немного клеток, исследователь способен выявлять простые формы поведения, которыми управляет каждый ганглий. После этого можно изучать изменения, происходящие в конкретных клетках, когда поведение моллюска изменяется в результате обучения.
Анжелика Арванитаки-Халазонитис обнаружила, что некоторые нервные клетки у аплизии индивидуально опознаваемы, то есть одни и те же клетки можно без труда зрительно опознать под микроскопом у всех без исключения аплизий. Со временем я понял, что точно так же обстоят дел а и с большинством других клеток нервной системы аплизии, что увеличивало шансы на успешное картирование всей системы нейронных цепей, управляющих какой-либо формой поведения. Впоследствии выяснилось, что система нейронных цепей, управляющих самыми элементарными рефлексами, довольно проста. Более того, я обнаружил, что стимуляция единственного нейрона часто вызывает большой синаптический потенциал в его клетке-мишени, а это верный признак и хороший показатель силы синаптической связи между двумя клетками. Большие синаптические потенциалы давали возможность клетка за клеткой картировать связи между нейронами и в итоге позволили мне впервые составить точную электросхему отдельной формы поведения.
Много лет спустя Чип Куинн, один из первых ученых, занявшихся генетикой обучения плодовой мушки, отметил, что идеальное подопытное животное для исследования биологии обучения должно иметь «не более трех генов, уметь играть на виолончели или хотя бы читать стихи на древнегреческом и обучаться этому с помощью нервной системы, содержащей только десять больших, по-разному окрашенных и поэтому легко опознаваемых нейронов». Мне не раз приходило в голову, что аплизия на удивление близка этим критериям.
В то время, когда я решил работать с аплизией, я еще ни разу не препарировал этого моллюска и не регистрировал электрическую активность его нейронов. Более того, никто в Соединенных Штатах не работал с аплизией. В 1959 году во всем мире аплизию изучали только два человека: Тауц и Арванитаки-Халазонитис. Оба работали во Франции: Тауц — в Париже, а Арванитаки-Халазонитис — в Марселе. Дениз, которая всегда была парижской шовинисткой, считала, что лучше выбрать Париж. Жить в Марселе, сказала она, было бы все равно, что жить в Олбани [20] вместо Нью-Йорка. Поэтому мой выбор был в пользу Тауца.
Прежде чем я покинул Национальные институты здоровья в мае 1960 года, я посетил Тауца, и мы договорились что я приеду к нему в сентябре 1962 года, как только окончу резидентуру по психиатрии в Гарвардской медицинской школе.
Когда в июне 1960 года я покидал Институты здоровья, мне было очень грустно, примерно так, как это было, когда я окончил среднюю школу Эразмус-холл. Я пришел новичком, а уходил скромным, но успешно работающим ученым. В институтах я научился не только словам, но и делам. Я понял, что мне это нравится, и довольно успешно делал то, за что взялся. Но я был искренне удивлен успехом. Долгое время я думал, что обязан им простой случайности, удаче, интересному и продуктивному сотрудничеству с Олденом, щедрой психологической поддержке Уэйда Маршалла и научной культуре институтов, ориентированной на молодежь. У меня были идеи, которые оказались полезными, но я думал, что мне просто повезло, как бывает с новичками. И я очень боялся, что запас идей иссякнет и я не задержусь в науке.
Эта неуверенность в своей способности производить новые идеи усугублялась еще и тем, что Джон Экклс и несколько других уважаемых мной ведущих ученых считали, что я совершаю большую ошибку, отказываясь от многообещающего начала в исследовании гиппокампа млекопитающих в пользу новой работы с беспозвоночным, поведение которого не было хорошо изучено. Но мне не давали остановиться три фактора. Во-первых, это был принцип биологических исследований Куффлера — Грундфеста: для исследования каждой биологической проблемы можно найти подходящий организм. Во-вторых, теперь я занимался клеточной биологией. Мне хотелось думать о том, как работают клетки во время обучения, тратить время на чтение, обдумывание и обсуждение идей с другими. Мне не хотелось вновь и вновь часами готовиться к эксперименту, как делали мы с Олденом, когда занимались гиппокампом, чтобы, если повезет, найти пригодную для исследований клетку. Мне нравилась идея работать с большими клетками, и, несмотря на сопряженный с ней риск, я был уверен, что аплизия — это подходящий объект и что в моем распоряжении есть средства для успешного исследования поведения этого моллюска.
И наконец, меня кое-чему научила женитьба на Дениз.
Я с сомнениями и опаской относился к женитьбе, даже на той, которую я любил больше, чем любую другую женщину, о браке с которой я когда-либо задумывался. Но Дениз была уверена, что наш брак будет счастливым, и я отбросил сомнения и поверил ей. Этот опыт научил меня тому, что бывает множество ситуаций, в которых мы не можем принимать решения на основании только сухих фактов, потому что фактов часто не хватает. В итоге нам приходится довериться своему бессознательному, инстинктам, творческому порыву. Я снова так и поступил, когда выбрал аплизию.
10. Нейронные аналоги обучения
В мае 1960 года, после непродолжительного визита в Париж к Ладиславу Тауцу, мы с Дениз отправились в Вену, чтобы я мог показать ей свой родной город. Я впервые возвращался туда после того, как уехал в апреле 1938-го. Мы прошлись по всей прекрасной Рингштрассе — главному проспекту, на котором стоят многие из самых важных общественных зданий города, такие как оперный театр, университет и парламент. Мы насладились Музеем истории искусств — пышным барочным зданием с прекрасной мраморной лестницей и превосходной коллекцией произведений искусства, начало которой было положено императорской семьей Габсбургов. Одну из главных прелестей этого замечательного музея составляет зал, в котором находятся картины Питера Брейгеля-старшего, изображающие времена года. Мы посетили также Верхний Бельведер с лучшей в мире коллекцией австрийских экспрессионистов — Климта, Кокошки и Шиле, трех современных художников, чьи образы навсегда запечатлены в сознании большинства венских ценителей искусства моего поколения.
