В поисках памяти - Кандель Эрик Ричард (книги серии онлайн .txt) 📗
Поэтому в своих экспериментах с выработкой классического условного рефлекса отвращения у аплизии я неоднократно производил подряд слабую стимуляцию одного проводящего пути и сильную — другого. Слабая предшествовала сильной и играла роль предупреждения. Действие той и другой стимуляции в сочетании существенно увеличивало реакцию клетки на слабый стимул. Более того, эта увеличенная реакция была намного сильнее, чем увеличенная реакция клетки на слабый стимул в экспериментах с сенсибилизацией (рис. 11–2). Степень ее увеличения принципиально зависела от времени слабой стимуляции, которая должна была неизменно предшествовать сильной, позволяя ее предсказывать.
Эти эксперименты подтвердили то, что я и предполагал, а именно: степень воздействия на определенный нейрон других нейронов может меняться в зависимости от характера стимуляции, имитирующей характер активации нейронов, обеспечивающей обучение в опытах с поведением. Эти эксперименты наглядно показали, что синаптическая сила не является постоянной величиной: она может по-разному меняться под действием активности разного характера. Конкретнее — нейронные аналоги сенсибилизации и выработки классического условного рефлекса отвращения усиливали синаптическую связь, а аналог привыкания ее ослаблял.
Таким образом, мы с Тауцем открыли два важных принципа. Во-первых, силу синаптической связи между нейронами можно изменять на многие минуты с помощью стимуляции разного характера, соответствующего действию раздражителей в конкретных поведенческих экспериментах с обучением животных. Во-вторых, что еще примечательнее, с помощью разных стимуляций можно как усиливать, так и ослаблять одни и те же синапсы. Вдохновленные этими открытиями, мы писали в своей статье, опубликованной в Journal of Physiology: «Тот факт, что связи между нервными клетками можно усиливать на полчаса и более в эксперименте, имитирующем обучение в рамках парадигмы условного рефлекса, заставляет нас также предположить, что аналогичные изменения синаптической силы могут лежать в основе некоторых простых форм запоминания информации у интактных [22] животных».
Особенно сильное впечатление произвело на нас то как легко можно было менять силу синапсов с помощью стимуляции разного характера. Это заставляло предположить, что синаптическая пластичность встроена в саму природу химического синапса, в его молекулярное устройство. В самом широком смысле это заставляло предположить что потоки информации, передаваемой по разным нейронным цепям в мозгу, могут видоизменяться в ходе обучения. Мы не знали, является ли синаптическая пластичность элементом настоящего обучения у интактных животных, влияющего на их поведение, но наши результаты говорили о том, что эту возможность определенно стоит исследовать.
Выяснялось, что работа с аплизией в качестве экспериментального объекта не только удивительно информативна, но и доставляет массу удовольствия. Мои отношения с аплизией, которые начались со страстного увлечения, порожденного надеждой найти подходящее для исследований животное, перерастали в серьезную связь. Кроме того, благодаря большому размеру клеток аплизии (особенно гигантской R2, которая достигает 1 мм в диаметре и видна невооруженным глазом) технически эти эксперименты были намного проще, чем суровые опыты с гиппокампом.
Усилий эти эксперименты тоже требовали намного меньших. Поскольку такая гигантская клетка почти не повреждается, когда в нее вводят крошечный электрод, потенциал на мембране R2 можно без труда регистрировать от пяти до десяти часов. Иногда я ходил обедать и, вернувшись, находил клетку по-прежнему в добром здравии, терпеливо ожидающей продолжения эксперимента с того, на чем мы остановились. Сравнение бессонных ночей, которые мы с Олденом проводили за работой, чтобы изредка от десяти до тридцати минут регистрировать потенциал пирамидальных клеток гиппокампа, с условиями этих экспериментов было явно в пользу последних. Эксперимент с клетками аплизии обычно занимал от шести до восьми часов, что делало эту работу очень приятной и интересной.
Приподнятое настроение, в которое меня привел этот период «общения» с аплизией, заставило вспомнить историю, рассказанную мне Бернардом Кацем о великом физиологе Арчибальде Хилле — его наставнике в Университетском колледже Лондона. В 1924 году, когда Хилл впервые приехал в Соединенные Штаты, вскоре после того, как он в возрасте тридцати шести лет получил Нобелевскую премию за свои исследования механизма сокращения мышц, он выступал на научной конференции с докладом на эту тему. В конце его доклада один человек преклонных лет встал и задал Хиллу вопрос о практической пользе результатов его исследований.
Хилл ненадолго задумался, стоит ли перечислять те многочисленные случаи, в которых результаты экспериментов, поставленных исключительно для удовлетворения научного любопытства, принесли огромную пользу человечеству, а потом повернулся к задавшему вопрос и сказал ему с улыбкой: «По правде говоря, сэр, мы это делаем не ради пользы. Нам это просто нравится».
Для меня лично эти исследования имели огромное значение, потому что укрепили мою веру в себя как независимого ученого. Когда я только приехал в Париж и рассказывал другим постдокам об обучении и его нейронных аналогах, они слушали меня вполуха. В 1962 году разговаривать об обучении с большинством людей, занимавшихся клеточной нейробиологией, было все равно что говорить со стенкой. Однако ко времени моего отъезда направление разговоров, которые велись в лаборатории, уже изменилось.
Кроме того, я почувствовал, что у меня вырабатывается свой собственный научный стиль. Хотя я по-прежнему ощущал себя недостаточно подготовленным в некоторых областях науки, оказалось, что я умею довольно смело подходить к решению научных проблем. Я ставил эксперименты, которые считал интересными и важными. Я чувствовал, хотя еще и не вполне осознавал это, что нашел свой собственный голос. Примерно так, должно быть, чувствует себя писатель, написавший несколько неплохих рассказов. Вместе с этим чувством пришла уверенность в себе — ощущение, что мне стоит попытать силы в науке. После работы постдоком у Тауца я больше не боялся, что у меня иссякнет запас идей. Мне предстояло еще не раз испытать разочарование, упадок сил и усталость, но всегда оказывалось, что стоит почитать литературу и пройтись по лаборатории, вникая в поступающие день за днем результаты и обсуждая их со своими студентами и постдоками, и я снова получу представление о том, что нам делать дальше. После этого мы вновь и вновь обсуждали все это. Когда я брался за следующую проблему, я всегда погружался в чтение посвященной ей литературы.
Я научился доверять своим инстинктам, своему бессознательному чутью, как я поступил, когда выбрал аплизию. Чтобы стать зрелым ученым, нужно многое, но главным для меня было развитие вкуса, примерно так, как это бывает с умением наслаждаться искусством, музыкой, едой или вином. Для этого нужно научиться выделять важное. Я чувствовал, что у меня развивается вкус — умение отличать интересное от неинтересного, а среди интересного выделять выполнимое.
Четырнадцать месяцев, проведенных во Франции, не только были для меня источником научных радостей, но и преобразили нашу с Дениз жизнь. Нам так нравилось в Париже, а работать с аплизией оказалось так просто, что впервые за несколько лет я перестал работать по выходным и каждый вечер к семи часам уже приходил домой ужинать. Свое свободное время мы проводили, осматривая Париж и его окрестности. Мы стали регулярно ходить по музеям и галереям и после мучительных колебаний потратились на первые произведения искусства своей коллекции. Одним из них был прекрасный автопортрет маслом Клода Вайсбуха — эльзасского художника, недавно получившего премию лучшего молодого живописца года, который писал стремительными, нервными мазками, напоминающими стиль Кокошки. Мы также купили трогательную картину маслом «Мать и дитя», которую написал Акира Танака. Нашим самым большим капиталовложением был прекрасный офорт работы Пикассо, изображающий художника и его натурщиц, номер 82 из альбома «Сюита Воллара», опубликованного в 1934 году. Каждая из четырех натурщиц на этом чудесном офорте изображена в разном стиле. Дениз считала, что в трех из этих натурщиц узнает женщин, в разное время игравших важную роль в жизни молодого Пикассо: Ольгу Хохлову, Сару Мерфи и Мари-Терез Вальтер. Мы по-прежнему наслаждаемся, глядя на эти три прекрасные работы.
