Read the book: «Странная девочка, которая влюбилась в мозг»

Name: Странная девочка, которая влюбилась в мозг
ISBN: 978-5-9614-4056-0

Билли Фицпатрик, Wendy Suzuki

Font::

Переводчик Наталья Лисова

Редактор Елена Аверина

Руководитель проекта А. Деркач

Корректор Е. Чудинова

Компьютерная верстка М. Поташкин

Дизайн обложки Ю. Буга

Все права защищены. Произведение предназначено исключительно для частного использования. Никакая часть электронного экземпляра данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для публичного или коллективного использования без письменного разрешения владельца авторских прав. За нарушение авторских прав законодательством предусмотрена выплата компенсации правообладателя в размере до 5 млн. рублей (ст. 49 ЗОАП), а также уголовная ответственность в виде лишения свободы на срок до 6 лет (ст. 146 УК РФ).

* * *

Маме и папе
с любовью

Введение

Однажды я проснулась и поняла, что живу неправильно: мне 40 лет, я – известный на весь мир нейробиолог, лауреат различных премий и имею, как считали многие, решительно все. Я добилась своей давней цели – стала руководителем собственной весьма уважаемой нейробиологической лаборатории в Нью-Йоркском университете и получила место профессора. Достичь всего этого было очень нелегко по множеству причин. Слишком многие мои подруги по магистратуре, где, кстати, девушек и парней было поровну, постепенно отошли от науки. Причины были обычными для женщин любой профессии: их мужья получили работу в таких местах, где их жены не могли заняться наукой. Тогда эти женщины решили сделать перерыв в работе, чтобы завести детей, но вернуться к прежней жизни потом оказалось трудно или попросту невозможно. Одних испугали трудности с получением грантов – в этом деле всегда очень высокая конкуренция. Другие просто устали много работать за маленькую зарплату и нашли другое приложение для своего таланта и творческих способностей. Женщин вроде меня, которые все это время упорно трудились в науке, мало. Встречаются они редко. А если точнее, в настоящее время в большинстве крупных университетов США женщины составляют в среднем 28 % от общего числа научных сотрудников. То есть в магистратуре их 50 %, а среди научных сотрудников – 28 %: крутое падение, прямо как на американских горках. И оно служит женщинам огромным предупреждающим знаком: «Будьте осторожны – жизнь в нашем захолустье очень трудна!»

Несмотря на эту печальную статистику, я упорно двигалась вперед: публиковала статьи в престижных научных журналах и получала призы за исследования в области анатомии и физиологии функции памяти мозга. Меня уважали коллеги, а для женщин-ученых я была примером. С формальной точки зрения я сделала прекрасную карьеру и имела безупречный послужной список. И я обожала заниматься наукой, просто обожала.

Чего же мне не хватало? Ну… всего остального.

Откровенно говоря, моя жизнь была довольно тоскливой. При такой завидной (и заслуженной) карьере мне очень не хватало обычного общения, и к тому же не было мужчины. Отношения с сотрудниками кафедры и моей лаборатории складывались непросто, в основном по моей вине. Когда старший коллега по факультету, с которым я вместе преподавала, решил, что писать вопросы к экзамену, проверять ответы и проводить лабораторные работы мы будем в самый последний момент, я почувствовала, что не в состоянии что-нибудь возразить. Когда один из студентов решил (не сказав мне) подработать репетитором в то время, когда должен был трудиться в моей лаборатории, я была возмущена. Я не знала другого способа выстраивать отношения с другими учеными, кроме как через работу – или, говоря точнее, через непрерывный и неустанный труд. Я не могла разговаривать с ними ни о чем другом, потому что, на мой взгляд, в жизни и не было ничего другого. Да, и к тому же я была толстой – я еще об этом не упомянула? Десять килограммов лишнего веса, ни много ни мало. Я чувствовала себя несчастной и впервые в жизни не знала, что делать и в каком направлении двигаться. Занимаясь наукой и карьерой, я совершенно не умела жить. Поймите меня правильно: мне очень нравилась моя работа, я всегда страстно любила науку. Но можно ли жить только работой?

И тогда я пришла к поразительному выводу: я не имею ни малейшего понятия о чем-то очень-очень важном в жизни.

Что сделает женщина-ученый, поняв, что лишила себя всего на свете, кроме науки?

Она поставит эксперимент на самой себе. Так я и поступила, и этот эксперимент изменил всю мою жизнь.

Я максимально использовала опыт двадцати лет нейробиологических исследований и кардинально скорректировала свои взгляды. Я отважилась выйти за пределы мира науки и открыла целую вселенную здоровья и счастья. По иронии судьбы, новый путь вновь привел меня туда, откуда я начинала, но внутри меня самой за это время произошла громадная, почти полная трансформация.

Решив изменить свою участь, я отказалась от роли лабораторной крысы – полноватой женщины среднего возраста, которая много чего достигла в науке, но при этом не представляет, как быть здоровой и счастливой, строить успешную карьеру и одновременно поддерживать осмысленные отношения с людьми. Начинала я с очень низкого уровня и понимала: единственный человек, которому под силу поднять меня выше, – это я сама. Мне не хотелось проснуться еще через десять лет, пятидесятилетней, и почувствовать, что в моей жизни нет ничего, кроме еще нескольких исследований, публикаций и премий. Мне хотелось большего.

Неужели это желание было слишком дерзким? Или люди обречены заниматься чем-то одним и должны выбирать для себя единственный путь?

Но ведь все мы многогранны! От какой части собственной личности вы отказались ради работы, семьи или того и другого? Разве вам не хотелось вновь слиться в единое целое с самим собой – может, с той изобретательной, веселой, жизнерадостной, активной частью себя, что скачет по жизни, как жеребенок по весеннему лугу, наслаждаясь каждой минутой? Лично я очень этого хотела!

Итак, в середине жизни я стала пытаться соединить две насильно разделенные половинки своей личности и искать счастье. Разумеется, при этом было прочитано множество книг о том, что такое счастье и как жить в гармонии с собой. Из них я почерпнула, что в счастье главное – отношение к обстоятельствам и способность сдвинуть внутренний баланс эмоций: из отрицательных они должны стать положительными. Кроме того, для счастья надо позволять себе определенные вещи. К примеру, следует отказаться от роли терпеливой жертвы, которую оценивают исключительно по продуктивности, надо вырваться на волю, свободно исследовать и творить. Я узнала также, что для счастья нужна решимость и свободная воля. Нужно настоятельно требовать свою долю счастья, а не ждать, пока кто-то принесет его на блюдечке.

Как неплохой ученый, я чувствовала: мне нужно нечто… ну, более конкретное, что ли, для поисков реального пути. Тогда я подумала: а почему бы для улучшения своей жизни мне не использовать собственные знания по нейробиологии? Если я хочу стать счастливой, мне придется использовать свой мозг в полную силу – весь мозг, а не только ту его часть, в которой планировались лучшие нейробиологические эксперименты. Я поняла: в моем мозге есть обширные области, которые я перестала использовать (или использовала очень мало) с тех пор, как начала свою исследовательскую и преподавательскую карьеру в Нью-Йоркском университете. Я чувствовала, как эти слабо используемые части моего мозга начинают съеживаться. Например, значительная часть моторных областей моего мозга просто не использовалась, потому что двигалась я очень мало. Сенсорные части мозга, вовлеченные в определенные (не-научные) виды творчества, а также области, ответственные за медитацию и духовность, были подобны выжженной пустыне. Какой контраст по сравнению с теми частями мозга, где придумывались новые эксперименты, соблюдались правила и постоянно проводилась самооценка! Все эти «научные» области мозга цвели пышным цветом не хуже дождевых лесов Амазонки. Я поняла, что в качестве первого шага к счастью мне необходимо наладить контакт с собственным мозгом – со всем мозгом целиком. Но этого явно было недостаточно.

Несмотря на мою глубокую любовь и уважение к мозгу, я понимала: человек – это нечто большее. У каждого из нас есть связанное с мозгом тело, которое позволяет нам взаимодействовать с окружающим миром. И дело было не только в том, что некоторые части моего мозга не работали. Все мое тело прозябало в забвении. Мне нужно было не просто стимулировать бездействующие части мозга, мне необходимо было работать над своим телом в целом. До меня постепенно доходило: если я хочу стать счастливой, мне нужно не только использовать все части мозга сбалансированно, но и прочно связать мозг с телом.

Хорошие, просто поразительные новости таковы: начиная активировать свой мозг и обеспечивать связь между сознанием и телом, пытаясь разобраться со всем, что наш мозг делает для нас и для связи между собой и телом, мы можем заставить свой мозг работать лучше. Мы узнаем, как с максимальной пользой использовать хорошие аспекты окружающего мира (включая собственное тело) и защищаться от плохих (стресса, негативных мыслей, травм и болезненных пристрастий).

Мое личное путешествие началось с регулярных занятий аэробикой – это случилось после многих лет сидячей жизни. К аэробике я добавила немного йоги. Ощущение (и отражение в зеркале) того, как мое тело становится сильнее, совершило со мной чудо. Оно придало мне уверенность в собственном физическом существовании – такую, какой мне не приходилось чувствовать с самого детства. Я почувствовала себя сильной и даже немного сексуальной. Мое настроение совершило фантастический взлет и становилось тем лучше, чем больше я работала над собой. Мое тело постоянно осваивало новые умения и навыки, и оказалось, что моему мозгу это очень нравится! У меня улучшилось не только настроение, но и память, и внимание. Я начала получать от жизни больше удовольствия и стала меньше страдать от стрессов. Кроме того, я почувствовала прилив творческих сил. Моя новая страсть к физическим упражнениям оказалась полезна и для науки: я изобрела новые способы задавать вопросы и стала изучать те аспекты работы мозга, которые не рассматривала прежде. Главным чудом стало то, что новая уверенность, телесность и прекрасное настроение начали потихоньку подтачивать скучную, трудоголическую, никогда не отдыхающую и постоянно контролирующую себя «ученую личность», которую я с такой любовью культивировала в себе много лет. Я вновь начала испытывать тягу к давно забытым интересам и радоваться жизни.

Секретным оружием, этаким джинном из бутылки, позволившим мне активировать мозг и использовать связку «сознание – тело» на полную мощность, чтобы сделаться счастливой, стала нейробиология. Я была живым примером практической нейробиологии: то, что я делала со своим телом, меняло мой мозг К ЛУЧШЕМУ! Осознав это, я поняла: возврат к прошлому невозможен. Я обнаружила, что, не жалея времени на развитие новых измерений собственной личности, я полнее ощущаю себя собой, чувствую себя более завершенной, что ли. Я получила 100 %-ную мотивацию на перемены, которые необходимо было провести в жизни, чтобы я могла стать счастливой, избавиться от негативных мыслей, сохранить сосредоточенность и продолжить движение к цели. Я хочу сказать, что с нейробиологической точки зрения вы в состоянии стать счастливыми при помощи своего мозга.

Сегодня мне 49 лет. Я в прекрасной форме, я счастлива, у меня активная, радостная, потрясающая общественная жизнь, и я не менее, чем когда-либо, увлечена своей научной карьерой. Я путешествую по миру с лекциями, провожу круглые столы, участвую в конференциях – выступаю перед коллегами-нейробиологами, медиками и студентами медицинских вузов, перед знаменитостями и детьми всех возрастов. Сегодня все увлечены проблемами мозга, так что мои работы имеют большой спрос. Я читаю доклады на конференциях TED и в программах ассоциации Moth. Я выступаю перед большими группами ученых. Но я не прекращаю регулярно заниматься физическими упражнениями, которые помогли мне встать на путь трансформации. Более того, я не только преподаю студентам в Нью-Йоркском университете курс нейробиологии, включающий в себя занятия физкультурой, но и даю бесплатные уроки фитнеса для университета и всех жителей Нью-Йорка. Все вышеперечисленное я делаю каждый день!

В книге «Странная девочка, которая влюбилась в мозг» я хочу поделиться с вами своим опытом, рассказать, как я пришла к счастью в той самой жизни, которая в 40 лет вызывала у меня тоску. Хочу рассказать вам и о том, какие научные данные лежат в основе этой перемены. Начиная с этого момента принципы нейробиологии и суть исследований в области мозга, о которых вы услышите в научных передачах, будут вам понятны. Все они имеют непосредственное отношение к вам и к вашей жизни. Я хочу предложить вам советы, основанные не только на моем личном опыте, но на нынешних и прошлых нейробиологических исследованиях. Именно поэтому я называю свою книгу индивидуальной программой. Это не пошаговая инструкция к тому, как надо урезать свой рацион. Скорее, это набор приемлемых советов, методов и научных фактов, которые дадут вам силы меняться, расти и в полной мере использовать возможности своего мозга. А это весьма гибкий инструмент.

Я собираюсь также поделиться с вами собственным научным опытом и рассказами о работах легендарных ученых в этой области. Вы узнаете, как мы научились понимать мозг… и чего до сих пор не знаем.

В книге есть практические советы, которые воплощают в себе центральные нейробиологические концепции. Их можно использовать в повседневной жизни. Плюс то, что я называю «приемами тренировки мозга», – четырехминутные комплексы упражнений, быстрые способы восстанавливать энергию, повышать настроение и делать мышление более интенсивным. «Приемы тренировки мозга» сделают нейробиологические концепции понятными для каждого. Если вам нужно срочно достучаться до мозга, а времени или желания заниматься физкультурой нет, воспользуйтесь одним из «мозговых приемов»!

Вы готовы использовать мозг, чтобы дать своей жизни новый старт? Отлично! Начнем.

1. Как странная девочка влюбилась в мозг. Наука нейропластичности и обогащения
Из бродвейских звезд – в лабораторные крысы

Задолго до того, как мне захотелось стать ученым, я мечтала быть звездой Бродвея. Мой отец, инженер-электрик и самый страстный в мире поклонник мюзикла, водил нас на все постановки, с которыми бродвейские труппы приезжали к нам на гастроли в Сан-Франциско. От моего родного города Саннивейла (штат Калифорния) до Сан-Франциско был всего час езды. Я видела Юла Бреннера (ему тогда было лет 85, наверное) в мюзикле «Король и я», Рекса Харрисона (лет в 98, кажется) в «Моей прекрасной леди» и Ричарда Бёртона (тоже достаточно старого, но, все же, не древнего) в «Камелоте». Я провела детство за просмотром фильмов с Ширли Темпл и всей музыкальной классики Голливуда. Отец брал меня и моего брата на «Звуки музыки» в те времена, когда этот спектакль ставился в театре ежегодно. Мы видели его, должно быть, раз двадцать. Я воображала себя чем-то средним между Жюли Эндрюс, Ширли Джонс и Ширли Темпл. В мечтах я нередко выступала на сцене, своим восхитительным пением и невероятной отвагой спасала ситуацию и получала в награду прекрасного принца – все одним махом.

Однако, несмотря на любовь отца ко всему бродвейскому, он явно ждал, что я буду заниматься в жизни чем-то серьезным. Мои родители – американцы японского происхождения в третьем поколении. Мой прадед приехал в США в 1910 году и основал крупнейшую на Западном побережье японскую языковую школу, так что от всех детей в нашей семье ожидали многого. Не то чтобы эти надежды когда-либо озвучивались – в этом не было необходимости. Просто всем было очевидно: мне следует упорно учиться и делать достойную профессиональную карьеру, которой моя семья могла бы гордиться. Если говорить серьезно, то я видела для себя только три варианта: стать врачом, юристом или заняться какой-нибудь наукой – причем чем солиднее будет звучать название науки, тем лучше. Я не пыталась бороться с ожиданиями родных – они представлялись мне разумными.

Довольно рано – а именно, в шестом классе средней школы, – я начала интересоваться наукой, которая стала для меня делом всей жизни. В том году наш учитель по естествознанию, мистер Коннор, рассказывал нам о костях человеческого тела. Потом была «контрольная работа»: мы должны были сунуть руку в темный ящик и распознать кость на ощупь. Я обожала этим заниматься! Никакого страха – мне все это ужасно нравилось. Я испытала еще больший восторг, когда дело дошло до первых вскрытий морских свинок и лягушек. Несмотря на отвратительный запах, я четко понимала, что должна узнать больше. Как все эти органы так компактно и красиво уместились в маленьком тельце морской свинки? Почему они работают так слаженно? Если так выглядят внутренности морской свинки, то как построен изнутри человек? Процесс биологического вскрытия захватил мое воображение с того мгновения, когда я впервые вдохнула удушающие пары формальдегида.

Кроме того, ученый, который зарождался во мне, был заворожен самым популярным на тот момент лакомством – конфетами Pop Rocks. И если моим одноклассникам хватало ощущения сладкого взрыва во рту, то мне хотелось понять, в чем причина этих взрывов? Какие еще необычайные сенсорные/химические ощущения можно получить во рту, если сочетать конфеты с другими вещами – такими как пенистая газировка, горячий чай или ледяная вода. К несчастью, моя мама считала, что при подобных экспериментах можно подавиться и умереть, так что очень скоро я вынуждена была с ними покончить.

Другой мой учитель, мистер Троподи, с нежной заботой знакомил меня с красотой и логикой тригонометрии на курсе продвинутой математики. Я обожала элегантность математических уравнений: если решать их правильно, они открывают дверь в первозданный мир, уравновешенный по обе стороны знака равенства. У меня уже тогда было ощущение, что знание математики – ключ к тому, чем мне хочется заниматься (хотя в старших классах я еще слабо представляла себе, чем именно). И я упорно работала, чтобы стать первой в классе по этому предмету. Мистер Троподи с мелодичным итальянским акцентом повторял нам снова и снова, что мы, выбравшие углубленный курс математики, «лучшие из лучших». Я воспринимала эти слова одновременно как поощрение к дальнейшим усилиям, как серьезную ответственность и как обязанность в полной мере использовать свои математические способности. Я была серьезным и старательным ребенком, а в скором времени мне предстояло стать еще более серьезным подростком.

К тому моменту единственной отдушиной для моей внутренней тяги к бродвейскому жанру были походы в кино. Спрашивая у родителей разрешения посмотреть «Лихорадку субботнего вечера» в одиночестве, я сказала, что это музыкальный фильм, но предусмотрительно забыла упомянуть, что у него есть возрастные ограничения (мне было всего 12 лет). Когда они поняли, что именно я увидела, то, естественно, не обрадовались. Позже я увлеклась фильмами вроде «Грязных танцев». Я воображала, как без труда держу зал в напряжении, летая в объятиях Джонни Кастла (в исполнении Патрика Суэйзи), хотя в последний раз занималась танцами еще в дошкольные времена на уроках ритмики.

В старших классах многое изменилось. Сияющие огни Бродвея померкли, и я превратилась в упорную, увлеченную и целеустремленную ученицу. В науке я чувствовала себя как дома. Мысленно вижу себя-старшеклассницу: плечи ссутулены, лицо серьезно, в руках стопка тяжеленных книг, я пробираюсь по школьным коридорам, стараясь не привлекать к себе внимания. Да, я по-прежнему переживала свои бродвейские фантазии всякий раз, когда смотрела по телевизору любимые музыкальные фильмы, но теперь я держала мечты взаперти, в укромном уголке, а реальной жизнью единолично распоряжалась прилежная девочка. Я была полностью погружена в учебу, стремилась получать только самые высокие оценки и планировала поступить в лучший колледж. У меня просто не оставалось времени, чтобы задуматься о своих легкомысленных интересах и увлечениях, – и уж тем более я не могла позволить им существовать рядом с моей преданностью естественным наукам и математике.

Кроме того, я была болезненно стеснительна. В школе мне не хватало смелости даже подружиться с мальчиком, не говоря уже о свиданиях. Четыре года (с 9 по 12 класс) я играла в теннис в школьной команде. Но как, спрашивается, я могла не играть? Моя мама была увлеченной и активной теннисисткой-любительницей, она позаботилась о том, чтобы я круглый год играла в теннис и каждое лето ездила в теннисный лагерь. Считалось, что теннис полезен для «общего развития», но на самом деле я отчаянно нуждалась совершенно в другом: мне нужен был лагерь, где учили бы разговаривать с мальчиками. К сожалению, с таким лагерем мне не повезло, и все старшие классы я ни разу не сходила на свидание и даже на вечеринку. В общем, если бы в США устраивали конкурс на лучшую «Даму без кавалера», то среди скучных поклонниц науки я без труда заняла бы первое место. Я бы просто снесла конкуренток.

Помните стереотипы о придурковатых, странных и одиноких ученых-ботаниках? Это все было обо мне!

Открытие мозга

Мое увлечение естественными науками, хорошие оценки и усердие в учебе не помогли мне завоевать сердца парней, но все же они дали мне кое-что… кое-что хорошее. Хотя тогда я еще не определилась, какой именно наукой хочу заниматься, но точно знала, где именно хочу изучать эту науку. В Университете Калифорнии в Беркли – традиционной Alma Mater моей семьи. Конечно, иногда у меня мелькала мысль, что хорошо бы уехать куда-нибудь подальше и пожить самостоятельно. Была даже идея поступить в женский колледж свободных искусств Уэллсли, расположенный на другом конце страны. Но, откровенно говоря, я всегда была влюблена в прекрасный кампус университета в Беркли, в причудливую и мощную энергетику этого города. Я твердо знала: эта школа мне подходит. Я подала документы в университет, была принята и чувствовала себя счастливейшей девушкой в мире. Быстро собрав вещи, я с нетерпением ждала новых приключений.

Оказалось, что моя научная страсть совсем рядом и ждать встречи с ней осталось недолго. Эта встреча состоялась на специальном углубленном семинарском курсе для новичков. Курс назывался «Мозг и его потенциал» – на него я записалась на первом же семестре в Беркли. Занятия вела известный нейробиолог профессор Мариан Даймонд. В нашей группе было всего пятнадцать студентов, что позволяло поддерживать близкий контакт с преподавателем.

Никогда не забуду наш первый семинар.

Начну с того, что профессор Даймонд выглядела как ученая рок-звезда в белом лабораторном халате поверх шелковой блузки и строгой юбки. Это была высокая спортивная женщина с горделивой осанкой и пышными светлыми волосами. Прическа делала ее зрительно еще выше.

На столе перед доктором Даймонд стояла большая шляпная картонка в цветочек. Поприветствовав нас, профессор надела смотровые перчатки, открыла картонку и медленно, очень осторожно вынула оттуда НАСТОЯЩИЙ ЗАКОНСЕРВИРОВАННЫЙ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ МОЗГ.

Именно тогда я впервые в жизни увидела это чудо – и была совершенно околдована.

Доктор Даймонд сообщила нам, что держит в руках самый сложный объект, известный человечеству. Именно от него зависит, как и что мы видим, слышим, ощущаем вокруг себя, какой чувствуем вкус и запах. Мозг определяет, как мы воспринимаем окружающий мир. Он влияет на личность человека и позволяет ему в мгновение ока переходить от плача к смеху или наоборот.

Помню, как она держала мозг в руках. Прежде он был для кого-то самой жизнью, и по тому, как бережно профессор обращалась с драгоценным препаратом, было ясно: она с огромным уважением и даже благоговением относится к этому факту.

Цвет у мозга был светло-бежевым – позже я узнала, что этим оттенком он обязан химикатам, используемым для консервации. Верхняя часть мозга казалась плотной массой толстых неровных трубок. Мозг целиком имел овальную форму и чуть сужался к одному концу. Когда профессор повернула мозг боком к аудитории, я смогла разглядеть, что он имеет более сложную структуру, а его передняя часть короче задней. То, что мозг разделен на две половины, было очевидно с самого начала, – но теперь оказалось, что правая и левая его половины тоже, в свою очередь, разделены на части, или доли.

Как и положено хорошему преподавателю, доктор Даймонд сделала совершенно очевидным то, что поначалу казалось нам непостижимо сложным: она рассказала, что эта большая и сложная масса биологической ткани на самом деле состоит всего из двух типов клеток – нейронов и клеток нейроглии. Нейроны – рабочие лошадки мозга. Каждый из них состоит из тела клетки (или «центра управления»), «входных» структур, именуемых дендритами и внешне напоминающих древесные ветви (они получают информацию, поступающую в тело клетки) и тонкую структуру вывода, которая называется аксон и тоже может иметь множество ветвей. От всех прочих клеток человеческого организма нейроны отличаются тем, что умеют обмениваться сигналами. Они делают это при помощи коротких импульсов электрической активности, называемых потенциалами действия, или пиковыми потенциалами. Передача сигнала от аксона одного нейрона дендриту второго происходит в особой коммуникационной точке между ними – синапсе. Именно электрическая «болтовня» мозга, то есть передача информации от аксона к дендриту, составляет основу всего, что делает мозг.

МОЗГ И ВСЕ ЕГО ЧАСТИ
Когда-то нейробиологи считали, что в разных частях мозга «размещаются» его определенные функции. Теперь мы знаем, что это верно лишь отчасти. Хотя конкретные области мозга действительно имеют свои функции (я перечислю их ниже), важно помнить, что все части мозга соединены между собой. Эти соединения похожи на запутанную сеть.
• Лобная доля. В этой передней секции мозга размещается префронтальная кора (ПФК) – считается, что именно здесь живет личность. Без этой важнейшей части мозга невозможны планирование и внимание, кратковременная память, принятие решений и управление социальным поведением. Самую заднюю границу лобной доли образует первичная двигательная кора – область, которая позволяет нам управлять движениями тела.
• Теменная доля. Играет важную роль в визуально-пространственных функциях, работает с лобной долей, помогая ей принимать решения. В самой передней части теменной доли располагается часть коры, которая обеспечивает нам телесные ощущения (она больше известна как первичная осязательная кора).
• Затылочная доля. Часть мозга, которая «отвечает» за зрение.
• Височная доля. Часть мозга, задействованная в обеспечении слуха, зрения и памяти.
• Гиппокамп. Эта область, расположенная глубоко внутри височной доли, необходима для формирования долговременных воспоминаний. Она задействована также в «создании» настроения и воображения.
• Мозжечковая миндалина. Также расположена глубоко внутри височной доли – непосредственно перед гиппокампом. Она необходима для обработки эмоций – таких как страх, гнев, влечение и т. п. Когда мы сталкиваемся с этими эмоциями у других людей, реагирует на них тоже мозжечковая миндалина.
• Полосатое тело. Эту область лучше всего видно из центрального разреза мозга. Она задействована в двигательной функции и играет важную роль в формировании привычек (и в том, почему с ними так трудно бороться!). Кроме того, полосатое тело «отвечает» за развитие болезненных пристрастий (аддикций).

А какова роль клеток нейроглии? «Глия» означает «клей». Свое название глия получила потому, что ученые в XIX веке ошибочно считали: эти клетки имеют какое-то отношение к обеспечению целостности мозга. Действительно, некоторые клетки нейроглии выполняют в мозгу роль своеобразного каркаса. Но сегодня мы знаем, что на самом деле нейроглия обеспечивает широкий спектр поддерживающих функций для нейронов. Клетки нейроглии поставляют нейронам питательные вещества и кислород. Они формируют на нейронах особое покрытие – миелин, необходимый для нормальной синаптической передачи. Они нападают на микробы и служат санитарной командой, удаляя из мозга останки мертвых нейронов. Очень интересные новые данные свидетельствуют, что клетки нейроглии, возможно, играют важную роль в определенных когнитивных функциях, включая память. Многие уверены: в мозгу в 10–50 раз больше клеток глии, нежели нейронов, но новые исследования не подтверждают этой статистики. Современные данные скорее позволяют предположить, что соотношение тех и других клеток близко к 1:1.

Затем профессор Даймонд сказала, что теоретически, имея по ведру нейронов и клеток глии, можно построить мозг. Мозг вообще. Главная загадка – как именно следует собирать эти клетки в единую конструкцию, чтобы она работала так же красиво и элегантно – так же идеально и неидеально, так же правильно и некорректно, как настоящий мозг. В тот день я узнала, что специализация профессора Даймонд – изучение мозговых связей и нейроанатомия, то есть наука о том, как устроен мозг.

Но что полностью ошеломило меня, как начинающего ученого, в тот первый день занятий – это описание пластичности мозга. Разумеется, наш мозг не сделан из пластика, речь идет о том, что он обладает принципиальной способностью меняться (подобно куску пластилина) в результате опыта. Причем под изменениями профессор подразумевала формирование новых связей. Я до сих пор помню аналогию, которую она привела: если учиться по-настоящему упорно, то мозг может болеть просто оттого, что аксоны и дендриты в нем растут и стремятся образовать новые связи.

Мы тогда этого не знали, но профессор Даймонд (как одна из очень немногих в то время женщин в науке) принимала участие в исследовании, которое стартовало в начале 1960-х годов, и позже стало классическим: ученые пытались разобраться, насколько наш мозг пластичен и способен к изменениям. Было известно, что мозг может меняться и быстро растет с младенчества до взрослого состояния. Но считалось, что, достигнув зрелости, мозг застывает, как каменный, и полностью теряет способность к росту и изменению.

Доктор Даймонд и ее коллеги в Университете Калифорнии в Беркли поставили эту точку зрения под сомнение и провели масштабный эксперимент. В своем знаменитом исследовании они задались вопросом: что произойдет с мозгом взрослой крысы, если вырастить ее в том, что ученые назвали «обогащенной средой». Животных предлагалось выращивать в своего рода крысином Диснейленде, где было много ярких игрушек, приятелей для игр (других крыс) и больших пространств. Ученые пытались опровергнуть идею о том, что взрослый человеческий мозг – это навсегда фиксированная система. Итак, чтобы доказать обратное, Даймонд и ее команда изменили среду обитания крыс и стали наблюдать: влияет ли это на физическую структуру их мозга. Если бы им удалось обнаружить свидетельства таких изменений у крыс, это означало бы, что при определенных условиях человеческий мозг тоже способен расти, адаптироваться и меняться.

Каковы же были результаты содержания крыс в Диснейленде? По сравнению с крысами, выращенными в «обедненной» среде – без игрушек и почти без товарищей для игр, – крысы из Диснейленда обладали мозгом, который был физически больше. Даймонд показала, что в обогащенной среде ветви дендритов (тех самых входных структур нейронов, которые похожи на ветви деревьев) растут и расширяются, позволяя клеткам получать и обрабатывать больше информации. Более того, она показала, что в таком мозгу больше не только дендритных ветвей, но и соединений-синапсов, больше кровеносных сосудов (это означает лучший доступ к кислороду и питательным веществам) и полезных для мозга химических веществ – таких как нейротрансмиттер ацетилхолин и другие факторы роста.

Профессор Даймонд объяснила, что различия в размерах мозга крыс были непосредственным отражением окружающей среды. Иными словами, размер и функционирование мозга – крысиного или человеческого – очень чувствительные параметры, реагирующие на все аспекты любой заданной среды – физической, психологической, эмоциональной и когнитивной. Именно это – постоянное взаимодействие между мозгом и средой в сочетании со способностью мозга отзываться на это изменением своей анатомической структуры и физиологии – имеют в виду нейробиологи, говоря о «пластичности мозга». Стимулируйте мозг новыми заданиями, общением с новыми людьми – и он отреагирует созданием новых связей. А это, в свою очередь, вызовет увеличение размеров. Но если вы лишите свой мозг новых стимулов или заставите его скучать, день за днем занимаясь одним и тем же монотонным делом, – то связи, которые у вас уже есть, зачахнут, а мозг просто съежится.

Итак, мозг постоянно отзывается на то, как человек взаимодействует с окружающей средой. Чем разнообразнее и сложнее ваше взаимодействие с миром, тем больше нейронных связей образуется в мозгу. И наоборот, чем беднее окружающая вас среда и ваш опыт, тем меньше будет нейронных связей. В крысах, выращенных в Диснейленде, не было ничего особенного: вообще, все крысы в эксперименте обладали одинаковой способностью реагировать на раздражители. Играете ли вы на пианино? Если да, то часть мозга, которая отвечает за двигательные функции кистей рук, у вас изменилась по сравнению с теми, кто не играет на пианино. Вы рисуете? Играете в теннис? А может быть, в боулинг? Все это изменяет мозг. Сегодня мы понимаем: даже повседневные вещи, которые мы узнаем (не важно, что это: имя официанта, который принимает у вас заказ в кафе, или название фильма, который хочется посмотреть), обучают наш мозг. Они вынуждают мозг производить микроизменения в собственной структуре.

Пожалуй, для первого дня поразительной информации было слишком много, чтобы мы могли надежно ее усвоить. То первое занятие на курсе «Мозг и его потенциал» изменило мою жизнь. Я вошла в аудиторию любопытной, полной энтузиазма первокурсницей, жаждущей впитать в себя все-все-все, а вышла… любопытной, полной энтузиазма первокурсницей с новой целью и смыслом жизни. Теперь я твердо знала, чем хочу заниматься дальше: изучить ту неоднородную массу ткани, которую только что видела в руках профессора, и открыть хотя бы некоторые ее секреты, чтобы понять, каково это – быть человеком. Так я решила стать нейробиологом.

* * *

В течение следующих лет я изучила немало самых разных курсов доктора Даймонд, включая сверхпопулярную «Топографическую анатомию человека» и более продвинутый курс «Нейроанатомии». Вероятно, вы не представляете, сколько страсти, энтузиазма, ясности (плюс немного магии) необходимо, чтобы сделать занятие по анатомии интересным. Курс топографической анатомии человека – это необходимость заучивать наизусть все «детали» нашего тела, от костей до мышц (включая соединения костей), а также все без исключения внутренние органы и связи между ними. В теле человека более 7500 частей. Можете себе представить, какая громадная задача – заучить их все наизусть! Если бы преподаватель представлял студентам всю эту анатомическую информацию скучным списком, то изучение анатомии напоминало бы чтение бухгалтерского отчета или изучение свежих поправок к налоговому кодексу – сухо, скучно и тоскливо! Но профессор Даймонд раскрывала перед нами панораму человеческого тела так, будто это было лучшее наше приключение, путешествие в другую вселенную – знакомую и неизвестную. Она умела переводить любую информацию на личный уровень. Например, говорила, что знакомство с анатомией многому научит нас, расскажет о том, что мы за люди. Раз уж мы собираемся пользоваться собственным телом и мозгом до конца жизни, разве не разумно знать, с чем, собственно, мы работаем?

Наш преподаватель мастерски смешивала занятную информацию о происхождении того или иного анатомического термина или малоизвестного анатомического факта с более фундаментальными знаниями. Таким образом даже самый крохотный факт становился важным и значимым в наших глазах.

К примеру, она могла спросить:

– Слово uterus (матка) на латыни значит «истерия». Вы согласны?

или:

– Знаете ли вы, какой орган в теле человека самый крупный? Это кожа! Заботьтесь о ней!

или:

– Посмотрите, как интересно следить за психологическим восприятием волос и причесок! Мы могли бы организовать целый курс на эту тему!

Каждым замечанием на своих лекциях она придавала анатомии личностный характер, оживляла эту сухую науку. Помню, в середине семестра, когда я посещала курс топографической анатомии человека, я попала на концерт танцевальной группы Элвина Эйли – она впервые выступала в Целлербах-холле на территории нашего университета. Тогда я увидела их знаменитый номер «Откровения» и была очарована танцем. Но не только: мы как раз изучали суставы и мышц ног, так что я могла оценить все движения на сцене на совершенно ином, анатомическом уровне. Фигуры и движения танцоров стали для меня лучшим доказательством красоты и совершенства человеческого тела.

Доктор Даймонд вдохновляла нас. При взгляде на нее было совершенно очевидно, что она любит и ценит все, о чем рассказывает, и искренне хочет внушить нам такую же любовь к своему предмету, ко всему огромному массиву информации. Она любила не только свою науку, но и студентов, и всегда готова была отвечать на наши вопросы. Чтобы познакомиться хотя бы с некоторыми из 150 студентов своего курса, она время от времени вытягивала случайные имена из шляпы и угощала двоих студентов обедом – просто чтобы поболтать с ними за едой. Когда я занималась на ее курсе, профессор приглашала всех приходить в любой день с утра пораньше на теннисный корт в северной части кампуса и играть с ней в теннис. Звучит как идеальный вариант для хорошего теннисиста, но не для девочки-ботаника из Саннивейла. Тогда я позволила своей стеснительности взять верх. Ни разу за все годы учебы в Беркли я не набралась храбрости, чтобы поиграть с Даймонд. Со студенческих времен для меня это самый серьезный повод для сожалений из категории «зря не сделала».

Педагогическое волшебство профессора Даймонд уже тогда начинало действовать на меня. Помню, одну лабораторную работу: на нескольких столах были разложены различные органы, а мы должны были подробно рассмотреть их. Меня особенно заинтересовала плотная печень с небольшим кусочком желчевыводящего протока. Я быстро разобралась в образце и нашла на нем все, что нам рассказывали о печени на лекции. Затем к столу подошел другой студент и спросил, что мы должны здесь увидеть. Я объяснила ему все, что сама обнаружила на образце печени, и он, кажется, быстро все понял. Следующие полчаса я провела рядом с печенью, объясняя всем, кто подходил, особенности этого органа. В тот день я стала экспертом по анатомии печени. Мне кажется, помимо всего прочего, в тот день я стала учителем и усвоила ценный урок, который пригодился мне в дальнейшем: лучший способ глубоко изучить предмет – это учить ему других. Я и сегодня пользуюсь этим принципом.

Разумеется, курс топографической анатомии человека профессора Даймонд произвел сильное впечатление не только на меня и понравился не мне одной. В последний день занятий несколько студентов принесли цветы и буквально осыпали ими профессора! Я тоже была там, кричала и радовалась вместе с ними. Мы отмечали завершение великолепного курса, и единственное, о чем я жалела, – что сама не додумалась принести цветы.

Послушайте моего профессора!
В наш цифровой век вы тоже можете увидеть некоторые из лекций профессора Даймонд. Просто задайте Marian Diamond в поиске на YouTube. Найдите и послушайте!

Что мы знаем о мозге таксистов

С той поры, когда Мариан Даймонд проводила первые опыты на грызунах, живущих в обогащенной среде, мы серьезно продвинулись вперед в понимании пластичности мозга. Теперь у нас хватает доказательств этой пластичности – в том числе и у человека. Один из лучших примеров пластичности мозга у взрослых описан моей коллегой Элеанор Магвайр из лондонского Университетского колледжа. Элеанор не стала посылать участников эксперимента на год в Диснейленд. Вместо этого она исследовала группу людей, которые за небольшое время должны были усвоить массу очень конкретной, подробной и специфической информации о своем родном городе. Речь идет о лондонских таксистах. Видите ли, перед каждым лондонским таксистом стоит сложная задача выучить на память более 25 000 улиц Лондона, тысячи ориентиров, достопримечательностей и других интересных мест, и научиться свободно ориентироваться среди всего этого богатства. Время интенсивной учебы, необходимый для усвоения этой информации, называется периодом приобретения знаний. Это занимает, как правило, три-четыре года. (Если вам случится увидеть в Лондоне людей, которые разъезжают на скутерах с разложенными на руле картами, знайте: это кандидаты в лондонские таксисты осваивают свое ремесло!)

Лишь небольшая часть кандидатов в таксисты в конце концов проходит строгий экзамен, у которого страшное название «Виды». Те, кому удается сдать его, действительно могут похвастать внушительным и обширным пространственным и навигационным знанием Лондона. Согласитесь, интересная группа для изучения мозга!

При работе с лондонскими таксистами команда Элеанор сосредоточилась на анализе размеров гиппокампа. Об этой части мозга мы будем много говорить в следующих главах. Гиппокамп – вытянутая структура, формой напоминающая морского конька и расположенная в глубине височной доли мозга (собственно, слово hippocampus по-гречески и значит «морской конек»). Она необходима для перехода кратковременной памяти в долговременную, задняя часть гиппокампа «отвечает» за функцию пространственной памяти. Соответственно, Магвайр и ее коллеги ожидали, что задняя часть гиппокампа (та, что расположена ближе к затылку) у таксистов окажется крупнее, чем у испытуемых из контрольной группы – людей одного с таксистами возраста и образования, которые не заучивали 25 000 улиц. Ожидаемый результат ученые и получили.

Эти и другие исследования, в ходе которых сравнивался мозг специалистов и неспециалистов (среди изученных групп – музыканты, танцоры и люди определенных политических пристрастий), наглядно продемонстрировали пластичность человеческого мозга. Но «пластичность» – всего лишь одно из возможных объяснений сделанного открытия. Другое объяснение – в том, что люди, которым удается сдать экзамен и получить работу лондонского таксиста, с самого начала обладали гиппокампом, задняя часть которого крупнее обычного. Иными словами, вполне может оказаться, что только люди с крупным задним гиппокампом, обеспечивающим им повышенную способность к пространственной навигации, могут стать лондонскими таксистами. Если бы дело обстояло именно так, то ни о какой пластичности в данном случае речь бы не шла.

Но как же различить эти два варианта? Проверяя гипотезу о том, что процесс обучения на водителя такси в Лондоне меняет человеческий мозг, надо взять группу людей, начинающих обучение, и проследить за тем, как со временем меняется их мозг. Можно также сравнить мозг тех, кому удалось пройти экзамен, и тех, кто провалил его. Именно это и сделала Элеанор со своей командой. Такого рода исследования весьма убедительны, поскольку можно четко связать любые изменения мозга с обучением в школе таксистов. В результате ученые выяснили: перед началом обучения у всех горящих энтузиазмом кандидатов в таксисты не было никакой разницы в размерах гиппокампа. Через три-четыре года, когда обучение закончилось и было известно, кто прошел экзамен, а кто нет, они повторили исследование. Выяснилось, что у кандидатов, сдавших экзамен, задняя часть гиппокампа стала значительно крупнее, чем до начала обучения. Вуаля! Вот вам пластичность мозга во всей красе! Кроме того, задняя часть гиппокампа у этой группы кандидатов оказалась крупнее, чем у тех, кто не смог сдать экзамен. В общем, этот эксперимент показал: успешное обучение на таксиста и правда увеличивает гиппокамп. А у тех, кто не сумел усвоить знания, этот отдел мозга увеличивается гораздо слабее. Это всего лишь единичный пример повседневной, очень наглядной пластичности мозга. Все, что мы делаем в жизни, а также то, как долго и насколько интенсивно мы это делаем, – влияет на наш мозг. Займитесь всерьез наблюдением за птицами, – и зрительный отдел вашего мозга изменится так, чтобы вы смогли распознавать мелких птичек в ветвях деревьев. Запишитесь в школу танго – и ваш двигательный отдел изменит конфигурацию, чтобы вместить все движения, которые вы должны делать ногами. Много лет назад в аудитории профессора Даймонд я усвоила очень важный жизненный урок: мы сами ежедневно формируем собственный мозг.

Мой собственный эксперимент с охранниками
Лондон – не единственный город, где определенные категории работников должны обладать особыми умениями. В Нью-Йорке то же можно сказать о сотрудниках служб, занятых фейс-контролем. Представьте, сколько лиц они должны знать на память, без труда распознавать их и отличать от чужих, если они работают, к примеру, в тридцати- или сорокаэтажной высотке! Будь у меня такая возможность – я бы с удовольствием провела эксперимент с нью-йоркскими охранниками: исследовала бы у них области мозга, занятые в распознавании лиц. А потом сравнила бы ее размеры с размерами той же области у других работников коммунальных служб, которым, не нужно запоминать такое множество лиц (к примеру, кассиров метро). Где в мозгу находится центр распознавания лиц? В нижней части височной доли мозга, там располагается уникальная область, известная как веретенообразная долька. Если эта область повреждена, человек не сможет различать черты лица – такое состояние называется прозопагнозией. В этом случае человек не узнает людей по лицам, и ему приходится запоминать другие их особенности – такие как голос, прическа, походка, манера одеваться. Но я рискнула бы предсказать, что у охранников, которые специально развивают у себя умение быстро узнавать сотни лиц, веретенообразная долька окажется существенно крупнее, чем у кассиров метро. Может быть, когда-нибудь мне удастся проделать этот эксперимент.

Моя личная обогащенная среда: приключения в Бордо

В колледже я была сосредоточена в основном на успеваемости, хотя я и встречалась на первых двух курсах с парой ребят (достаточно неуклюже, если честно). Должна признаться: хоть я и стеснялась роли молоденькой девушки, в остальном я всегда была искательницей приключений. Мне страсть как хотелось посмотреть мир, попутешествовать. В университете нашлась идеальная для меня программа обучения за границей, и на третьем курсе я подписалась на нее. Оказалось, что в некоторых учебных заведениях мне могут даже зачесть естественнонаучные курсы, необходимые для специализации по физиологии и анатомии, так что я не потеряю время на пересдаче. Больше всего мне хотелось попасть во Францию. Французский язык очаровал меня еще в девятом классе, когда я только начинала его изучать, так что выбирала я между двумя университетами – в Бордо и Марселе. Иными словами, между вином и буйабесом. Выбор был очевиден: я предпочла вино! Подписываясь на третий курс за границей, я, конечно, ожидала приключений. Но я даже не догадывалась, какой обогащенной средой обитания в следующие двенадцать месяцев станет для меня Франция с ее уникальной культурой, чудесным языком, сильными традициями, прекрасной кухней и винами, стильными нарядами, поразительными музеями, грамотной системой образования и красивыми во всех отношениях гражданами – в особенности мужчинами!

Существует ли критический период для изучения языка?
Считается, что в жизни каждого человека есть особый, так называемый критический период, когда мозг особенно хорошо усваивает языки. Он приходится на первые шесть месяцев жизни человека. Прекрасная работа профессора Патриции Куль из Университета Вашингтона показала: мозг младенца в этот период способен усваивать не один, а сразу несколько языков.
Но что, если начать изучение нового языка немного позже? Подобно большинству людей моего поколения, я начала изучать второй язык (в моем случае французский) в почтенном «пожилом» возрасте двенадцати лет, в старших классах школы. Какая часть мозга помогала мне усваивать второй язык?
Оказывается, мозг при этом полагается в основном на те же области, которые задействуются при усвоении родного языка. Однако, судя по всему, при позднем изучении второго языка на помощь привлекаются и дополнительные области мозга. Они расположены ближе к нижней части лобной доли слева и называются нижней лобной извилиной. Кроме того, используется левая теменная доля. Еще одно исследование показало: у тех, кто (подобно мне) изучает язык в позднем возрасте, кора левой нижней лобной извилины толще, а правой – наоборот, тоньше.
Изучение иностранного языка в двенадцать лет или позже – еще один пример пластичности мозга. Мозг, если его подталкивать к созданию новых связей, выполнит такую работу – она сложнее, да и времени уйдет больше, но это возможно!

Мне ужасно понравился 1985 год, проведенный во Франции. На это время я полностью погрузилась в совершенно чужую экзотическую культуру. Тогда она была гораздо меньше, чем сегодня, пронизана американским ширпотребом вроде «Макдоналдса», торговых центров Costco и повторных показов сериала «Друзья». Кроме того, тот год за границей подарил мне одно из самых романтических переживаний в жизни.

Все началось с того, что для проживания в Бордо я стала искать семью, у которой в доме есть пианино. Мне хотелось играть, ведь я занималась музыкой лет с семи до выпускных классов школы. Даже во время учебы в Беркли я все еще время от времени играла, чтобы не растерять окончательно классический репертуар.

Месье и мадам Мерль оказались чудесной парой. На их заднем дворе располагался платный гараж и авторемонтная мастерская, а на втором этаже дома было несколько свободных спален. В одной из них как раз и стояло пианино. Вскоре после моего приезда мадам Мерль попросила меня быть дома в определенный день и час, потому что она пригласила настройщика. Я радостно согласилась и стала ждать сухонького седенького старичка, который поднимется по лестнице и настроит пианино в моей комнате. Однако, к моему удивлению, в спальню ко мне поднялся не «дедушка», а молодой горячий француз по имени Франсуа. Он начал настраивать пианино и болтать со мной – по-французски, естественно. До того дня я даже не подозревала, что способна флиртовать, но неожиданно для себя обнаружила: у меня неплохо получается делать это даже по-французски! В результате через час у меня было не только идеально настроенное пианино, но и карточка с адресом нотного магазинчика, где подрабатывал Франсуа. Он приглашал меня к себе поболтать в любое время.

Разумеется, несмотря на плотное расписание лекций и перерывов на кофе с круассанами, очень скоро у меня нашлось время на визит в нотный магазин. Я зашла туда в обеденное время, и Франсуа повел меня перекусить… После нескольких свиданий мы начали регулярно встречаться – так у меня внезапно появился очень милый и склонный к музыке бойфренд-француз.

Как мне удалось так далеко высунуться из своей раковины? Тогда я об этом не задумывалась, но сегодня вижу: за тот год мой мозг претерпел громадные изменения. Это было даже лучше, чем жизнь в Диснейленде, – вся Франция стала моей личной обогащенной средой! Здесь все было не так, как дома. Начну с того, что я все время говорила по-французски и мои занятия тоже велись на французском языке. Я чувствовала себя по-настоящему другим человеком, когда говорила по-французски. Я вдруг перестала быть странной и одинокой девушкой, которая ни с кем не встречается (и слава богу!). Здесь, во Франции, меня считали весьма экзотичной, потому что я была азиаткой из Калифорнии, совсем не говорила по-японски, зато свободно владела английским. Я выросла в северной Калифорнии, где американок азиатского происхождения полно, и лишь во Франции я впервые в жизни почувствовала себя необычной. Это было великолепно. И не только это. Не знаю, в курсе ли вы, – но во Франции постоянно целуются. Это традиция. Вы просто обязаны целоваться, иначе вас не поймут. Наконец-то! Прекрасный повод целоваться со всеми подряд для девушки из семьи, где не принято было обниматься и целоваться просто так, без всякого повода… Я была на седьмом небе!

Все было ново для меня. Но чем больше я узнавала, тем счастливее становилась!

Постоянные поцелуи во Франции заставили меня выйти за пределы зоны комфорта: я стала гораздо свободнее вести себя и выражать свои чувства. Сегодня я понимаю, что такие перемены расширили мою личность. По мере того, как я меняла поведение и испытывала новые ощущения, мой мозг приспосабливался к свежей информации и новым раздражителям.

Конечно, благодаря общению с Франсуа мой французский весьма улучшился. Но это случилось еще и потому, что училась я не с американскими студентами, а с обычными французами, и изучала при этом серьезные естественнонаучные дисциплины. Все лекции в вузе читались на французском и, что самое страшное, все экзамены надо было сдавать тоже на французском. Письменные экзамены меня беспокоили не очень сильно, потому что большая часть научной терминологии во французском совпадает или похожа на соответствующие английские слова. Но вот устные экзамены… Дело в том, что прежде я ни разу в жизни не сдавала устных экзаменов, тем более на чужом языке. В общем, я боялась до смерти.

Одно из самых ярких моих воспоминаний того периода – ответ на вопросы профессора во время устного экзамена. Я очень нервничала и внезапно лишилась способности правильно произносить французские слова. Фразы, которые вылетали из моего рта, были французскими, но все звуки казались чисто американскими. Я до сих пор слышу себя говорящей по-французски с ужасным американским акцентом – какой ужас! Хорошо, что оценка ставилась за содержание, а не за «словесное оформление» ответа! В итоге я сдала все экзамены на отлично: очевидно, девочка-ботаник по-прежнему обитала внутри моего нового французского воплощения.

Французский период преподнес мне еще один неожиданный подарок – как оказалось, навсегда. Именно во Франции я всерьез заинтересовалась изучением памяти – еще одной формы пластичности мозга. В Университете Бордо мне повезло попасть на курс под названием «Нейропсихология памяти». Преподавал там очень уважаемый нейробиолог, профессор Робер Жаффар. Он не только руководил исследовательской лабораторией, но и читал чудесные лекции, понятные и увлекательные. Выбирая Университет Бордо, я и не подозревала, что в нем такая сильная нейробиологическая группа. Это стало для меня счастливым открытием. Жаффар первым преподал мне историю исследования памяти и познакомил с кипевшими в тот момент яростными спорами с участием двух ученых из Университета Калифорнии в Сан-Диего – Стюарта Зола-Моргана и Лари Сквайра – и одного исследователя из Национального института здоровья – Морта Мишкина. Естественно, я тогда не могла и подумать, что следующие десять лет буду работать со всеми тремя этими учеными: в Сан-Диего я была аспиранткой, а в Институте здоровья – молодым доктором наук. Самое важное было то, что профессор Жаффар привлекал к работе в своей лаборатории студентов-добровольцев. И я в свободное время с удовольствием начала наблюдать за маленькими черными мышками на различных тестах на запоминание. Именно тогда я впервые узнала, что такое лабораторные исследования. В лаборатории мне очень понравилось, и этот опыт – вместе с прекрасными базовыми знаниями в области нейроанатомии, которые я получила от профессора Даймонд (весь второй курс в Беркли я тоже работала у нее в лаборатории) – помог мне принять решение о поступлении в магистратуру сразу же по окончании первой ступени университетского образования.

А между занятиями и работой в лаборатории Жаффара у меня был Франсуа. Оказалось, он не только настраивал пианино, но и играл на них. Он был одержим гармонией песен группы Beach Boys – то есть я нашла себе француза с Калифорнией в сердце. У него были записи всех альбомов Beach Boys, и я часто заставала его за внимательным прослушиванием их через наушники: он как будто пытался перевести в ноты сложные аккорды, песен группы. Он делал это так радостно и сосредоточенно, что в такие моменты мне совершенно не хотелось отвлекать его. Я тоже была большой поклонницей Beach Boys, но до встречи с Франсуа попросту не могла оценить сложность их гармоний. Мне казалось, Beach Boys – это просто приятная музыка, под которую легко танцевать. Но Франсуа с его тренированным музыкальным ухом показал мне свои любимые аккорды – и хорошо знакомая музыка открылась мне совершенно по-новому.

Мы с ним играли фортепианные дуэты, и это было одной из множества вещей, которые нам нравилось делать вместе. Сначала у Франсуа дома было только одно пианино, но ведь он работал в крупнейшем музыкальном магазине города, так что вскоре он взял на время второй инструмент, и теперь мы уже могли исполнять дуэты. Делали мы это в его квартире, где я проводила все больше и больше времени. Я обожала классику, так что мы играли классические дуэты, а если конкретнее, Баха.

По-настоящему забавно было, когда мы приходили в музыкальный магазин ночью, после закрытия. Там, в пустом зале, мы исполняли свои дуэты на красивых четырехметровых роялях, которые обычно использовались во время концертов в местных театрах. Я всегда играла на «Бозендорфере» (мне очень нравились на нем низкие ноты), а он – на «Стейнвее». Мы играли так громко и так долго, как нам хотелось, и прекрасное звучание роялей (мастерски настроенных Франсуа) заставляло даже ошибки звучать красиво. Мне кажется, эти вечера были самым чудесным временем, которое я провела с Франсуа.

Мы не только вместе играли, но и слушали классическую музыку. Я, к примеру, очень люблю сюиты Баха для виолончели и в то время готова была снова и снова слушать запись этих пьес в исполнении Йо-Йо Ма. Так вот, оказалось, что Франсуа заметил, как мне нравятся эти произведения, и на Рождество я получила самый драгоценный подарок в своей жизни: виолончель.

Я была ошарашена.

Девушка, которая первые два года в колледже почти не встречалась с парнями, теперь усваивала под руководством Франсуа экспресс-курс романтических отношений и мечтала, чтобы он никогда не заканчивался. Я решила тогда, что молва абсолютно права: французы действительно самая романтическая нация на свете!

Ваш мозг и музыка
Задумывались ли вы когда-нибудь над тем, что происходит в мозгу, когда вы слушаете любимое музыкальное произведение – то самое, которое вы готовы слушать без конца? То, при звуках которого у вас мурашки по спине бегают? Профессор Роберт Заторе и его коллеги из Монреальского неврологического института доказали: когда человек слушает музыку, которая вызывает у него сильную эмоциональную и физиологическую реакцию (для Франсуа это Beach Boys, для меня – Бах), в его мозгу наблюдаются заметные изменения в областях, связанных с поощрением, мотивацией, эмоциями и возбуждением. Среди этих областей – мозжечковая миндалина, глазнично-лобная кора (самая нижняя часть префронтальной коры), передняя срединная префронтальная кора, передняя часть полосатого тела и средний мозг. Так что, погружаясь вместе в музыку – и слушая, и исполняя ее, – мы с Франсуа тем самым активировали в наших мозгах центры поощрения и мотивации (см. главу 8). Неудивительно, что я так сильно любила Франсуа!

Итак, французская обогащенная среда подарила мне новый язык, новую личность, роман и приключение. Разумеется, следует добавить к этому списку великолепную еду и вино. Именно тогда и именно вместе с Франсуа я по-настоящему полюбила французскую кухню. Мои родители, да и вся семья, – настоящие ценители хорошей еды, и любой праздник, от выпускного до хорошего концерта, всегда отмечался в приличном ресторане. Но во Франции мой гастрономический опыт поднялся на новую, куда более высокую ступень. Будучи всего лишь бедной студенткой, в Бордо, тем не менее можно было питаться (и пить) как королева – особенно если в роли гида выступал местный уроженец, такой как Франсуа. Да, я работала и училась, как положено хорошей девочке. Но при этом ела, пила и проводила свободное время за пианино, как сексуальная влюбленная француженка, мастерица флирта! Только представьте: отличница из Саннивейла, которая на вечеринках всегда стояла у стенки, заполучила фантастического французского кавалера и ведет активнейшую личную, гастрономическую и культурную жизнь! Так вот, в той обогащающей, стимулирующей среде это было совсем нетрудно.

Еда, вино и строительство новых клеток мозга
Когда я жила во Франции, мне несложно было съесть много вкусной, ароматной еды и выпить немало бутылок восхитительного вина. В самом деле, я с удовольствием пробовала и пила вина всевозможных сортов со всей Франции – из Бургундии, долины Луары, Прованса и Бордо. Белое, красное, розовое… и, конечно, шампанское. Эти новые вкусы буквально переворачивали мое сознание. Недаром эксперименты на крысах показали, что «обогащение» обонятельной и вкусовой среды оказывает значительное влияние на мозг.
Исследования показывают, что во взрослом состоянии в мозге остаются лишь две области, где возможен нейрогенез (рождение новых нейронов). Первая такая область – гиппокамп, играющий принципиально важную роль в формировании долговременной памяти и настроения (подробнее об этих двух свойствах мы поговорим позже, в главах 2, 4, 5 и 7), а второй – обонятельная луковица, область мозга, которая отвечает за обоняние и, соответственно, принимает участие и в формировании вкусовых ощущений. Исследования показывают: если обогатить обонятельную среду крысы, обеспечив ей широкий спектр запахов, то можно подстегнуть нейрогенез (то есть рождение новых клеток мозга) в обонятельной луковице. А благодаря этим новым нейронам мозг увеличивается в размерах. Это позволяет предположить, что мое французское приключение не просто научило меня ценить хорошую еду и вино, но, очень возможно, увеличило в размерах обонятельную луковицу моего мозга. Изменения размеров обонятельной луковицы у людей, получивших обогащенные обонятельные впечатления, никогда по-настоящему не изучались, так что было бы интересно всерьез исследовать эту форму потенциальной пластичности человеческого мозга. Я уже чувствую, что скоро придет время экспериментов по пластичности мозга с участием сомелье!

Короче говоря, я обожала Францию и свою жизнь с Франсуа. Но год миновал, и я поняла, что скоро мне придется посмотреть в лицо реальности и вернуться в Беркли. Там мне придется учиться на четвертом, основном курсе колледжа и перейти на новый этап своей жизни. Для меня это было сложное время, потому что мне с детства трудно было прощаться и отпускать от себя. Ребенком я доводила себя до истерики и ревела навзрыд в конце лета, потому что не хотела, чтобы оно заканчивалось, и не желала возвращаться в школу. Нет, школу я обожала, просто не любила, когда что-то заканчивалось. Мне кажется, причиной был страх того, что если заканчивается нечто чудесное вроде летних каникул, то оно уже никогда не вернется. Не знаю, откуда взялись эти мысли – может быть, в детстве у меня отбирали игрушки… не могу сказать наверняка. Но я точно знаю: весной 1986 года, когда мой год во Франции близился к концу, меня охватило ужасное чувство надвигающейся беды.

Представьте себе, я всерьез думала, не остаться ли мне во Франции до окончания колледжа, не защитить ли здесь диплом. Все могло получиться, не так ли? Ведь я уже работала в лаборатории. Но один мудрый ученый-француз из лаборатории Жаффара (я всегда буду ему благодарна), убедил меня, что для меня гораздо лучше будет доучиться в США. Он был прав – но мне совершенно не хотелось слышать такой совет. Мои родители, которым не слишком нравился мой роман с настройщиком роялей, музыкантом без степени и вообще без высшего образования, настаивали, чтобы я вернулась домой и немедленно приступила к дальнейшей учебе в Беркли.

А я не хотела, чтобы волшебный год моих отношений с Франсуа кончался. Иначе и быть не могло. Отказаться от роли экзотической англоговорящей азиатки, заполучившей темпераментного французского ухажера и вернуться в прежнюю одинокую жизнь рассеянного ботаника-ученого в США? Что может быть хуже!

Я понимала, что в моей жизни настал критический момент. И знала: да, мне придется вернуться. У меня не было реальной возможности остаться во Франции после окончания оговоренного года. В глубине души я понимала, что мне не просто придется вернуться в Беркли, чтобы написать диплом: я по-настоящему ХОЧУ защитить диплом в Беркли. Ведь Франсуа мог поехать со мной, правда? Мы могли и в США быть вместе, и только потом решить, что делать дальше. Мы с ним лелеяли эту мечту еще несколько месяцев после моего возвращения в Калифорнию и начала учебы. Мы были как французская и японо-американская версия «Ромео и Джульетты», а мои родители идеально играли роль недовольных родственников. Вообще, у моих родителей на двоих было столько раздражения нашим романом, что хватило бы одновременно и на Монтекки, и на Капулетти. Каждый день я писала Франсуа длинные письма по-французски: рассказывала ему обо всем, что у нас, в США, было иначе, чем во Франции, писала, как я скучаю по жизни в Бордо. Мы оба хотели сохранить наши отношения: я – с горячим музыкантом-французом, он – с экзотической американкой азиатского происхождения, любительницей науки.

Наша мечта жила несколько месяцев, пока однажды реальность не постучала в мою дверь и не вошла в мой дом. Я вдруг поняла, что Франсуа вряд ли сможет заработать себе на жизнь в США настройкой пианино – особенно с учетом того, что он не говорит по-английски. Труднее всего мне было признать вот что: хотя год совместной жизни принес мне немало счастья, Франсуа не был для меня подходящим партнером на всю жизнь. Впрочем, много ли я тогда понимала? Мне исполнился 21 год, а Франсуа был первым в моей жизни бойфрендом.

Последний разговор с Франсуа до мельчайших подробностей впечатался в мою память. Я помню, где и как сидела в своей крошечной квартирке-студии в Беркли, помню, как держала телефонную трубку. Но отчетливее всего я помню боль, вину и неловкость, которые ощущала во время того разговора. Я поступала ужасно, разрывая отношения с Франсуа, но тогда, в 22 года, я просто не знала другого способа расстаться. Мне следовало бы проявить больше любви и понимания, надо было понятнее объяснить ситуацию и логику своих действий. Вместо этого я ощущала сильнейшее давление и стремилась быстрее вернуться к привычной жизни, поэтому разговаривала с Франсуа грубо и резко. Я понимаю, почему этот звонок запомнился мне в таких подробностях. Эмоции – любые, от резко отрицательных (как у меня в тот день), до резко положительных, – усиливают память. Особенно этому способствует одна из структур мозга – мозжечковая миндалина, расположенная в височной доле перед гиппокампом: она играет важнейшую роль в формировании прочных воспоминаний из сильных эмоций. Моя мозжечковая миндалина в тот день трудилась сверхурочно (в следующей главе вы узнаете гораздо больше о том, почему мы запоминаем события, которые вызывают эмоции).

В тот день я сделала выбор между наукой и Франсуа: предпочла науку. Это было трудное решение. Несколько месяцев потом я не могла прийти в себя, но сегодня знаю, что этот выбор определил всю мою жизнь.

Звезда эволюционного мозга
Префронтальная кора (ПФК), расположенная позади лба, появилась в процессе эволюции мозга. Ученые сходятся в том, что именно она отличает человека от большинства других животных. ПФК играет принципиальную роль в некоторых когнитивных функциях высшего порядка, включая кратковременную память (это та память, при помощи которой мы «имеем в виду»; иногда ее, по аналогии с компьютерами, называют «оперативной памятью»), принятие решений, планирование и гибкое мышление. По существу, это центральное командование для всех наших исполнительных функций. Оно едва ли не полностью определяет, что мы делаем и как думаем. Позже вы убедитесь, что ПФК играет роль в приложении новой усвоенной концепции к другим учебным ситуациям, она управляет нашей реакцией на стресс и следит за подкрепляющей системой. ПФК – мощная штука!
Приемы тренировки мозга. Как обогатить СОБСТВЕННЫЙ мозг?
Скорее всего, у вас нет времени и возможности переселиться на несколько месяцев в Диснейленд. Но у меня для вас есть хорошие новости: вы можете обогатить свой мозг прямо сегодня с помощью приемов, которые займут у вас не больше четырех минут в день.
• Прием для двигательной коры. Зайдите в Интернет и разучите танцевальное движение с сайта программы So You Think You Can Dance. Затем повторяйте его в течение четырех минут под вашу любимую музыку.
• Прием для вкусовой коры. Попробуйте блюда новой для вас кухни: навскидку можно предложить лаосскую, африканскую, хорватскую, турецкую или любую другую национальную кухню. Больше авантюризма! Вот очень полезный прием для вкусовой коры: попробуйте пообедать в полной темноте. Проверьте, как отсутствие визуальных впечатлений повлияет на вкусовые ощущения. Подобный опыт должен изменить ваше восприятие трапезы и пропустить в мозг «чистые» вкусовые ощущения.
• Когнитивный прием. Существует множество интересных и веселых возможностей обогатить свой мозг в этом отношении! Вот лишь некоторые из них. Посмотрите лекцию канала TED на тему, в которой совершенно не разбираетесь. Послушайте аудиозапись спектакля, радиопередачи или лекции на интересную тему. Прочитайте статью в рубрике, куда вы обычно никогда не заглядываете – для меня это могла бы быть финансовая или спортивная колонка газеты.
• Прием для зрительной коры. В следующий раз, когда будете в музее, выберите незнакомое произведение, посидите рядом с ним спокойно хотя бы четыре минуты и поразглядывайте его. Постарайтесь при этом отвлечься от окружающей действительности и «потеряться» в том, что рассматриваете. На самом деле на то, чтобы внимательно рассмотреть новое для вас произведение искусства, могут потребоваться часы. Но за четыре минуты вы успеете, по крайней мере, начать. Для этого можно предложить свой прием: найдите новое произведение в Интернете и изучите его на экране компьютера. Это стимулирует зрительную кору.
• Прием для слуховой коры. Зайдите на любой музыкальный интернет-сайт (список может быть бесконечным) и прослушайте известную песню того музыкального жанра, который вы обычно игнорируете. Попытайтесь понять, чем объясняется популярность этой вещи в своем жанре.
• Прием для обоняния. Главная разница между профессиональным сомелье, способным различить множество ароматов и точно описать их, и вами или мной заключается в одной простой вещи – практике. Потратьте несколько минут на то, чтобы просто понюхать самую ароматную трапезу дня. Это может быть завтрак с чашечкой густого кофе и глубоким уютным запахом свежеподжаренного тоста. А может быть блюдо из курицы со жгучей приправой из вашего любимого индийского ресторана. Прежде чем приступать к еде, подождите несколько минут – принюхайтесь. Постарайтесь ощутить все ароматы блюда и попробуйте описать их словами. Это поможет вам лучше настроиться на обонятельные ощущения.
Факты в копилку
• Мозг построен всего из двух типов клеток: нейронов (клеток мозга) и глии (вспомогательных клеток).
• Пластичность мозга – это его способность изменяться в ответ на действие среды. Если выращивать крыс в «обогащенной» среде, в их мозге развивается более толстая кора, появляется больше кровеносных сосудов и формируется более высокое содержание определенных нейротрансмиттеров и факторов роста.
• Пластичность мозга проявляется при обучении кандидатов в лондонские таксисты. У тех, кто изучил лондонские улицы и сдал трудный экзамен, задний отдел гиппокампа (отдел мозга, задействованный в механизме пространственной памяти) крупнее, чем у тех, кто не готовился к экзамену.
• Области мозга, которые задействуются при изучении иностранного языка, включают в себя нижнюю лобную извилину с левой стороны и части теменной доли слева. Вообще, языковая функция сосредоточена в левом полушарии мозга.
• Музыка активирует части мозга, связанные с подкреплением, мотивацией, эмоциями и возбуждением. Среди них – мозжечковая миндалина, глазнично-лобная кора и передняя срединная префронтальная кора, передняя часть полосатого тела и средний мозг.
• Префронтальная кора – командный центр человеческого мозга, управляющий всеми исполнительными функциями.
• Обогащая обонятельную среду различными запахами, вы тем самым стимулируете рост новых клеток мозга в обонятельной луковице – части мозга, ответственной за обоняние.

2. Раскрывая тайны памяти
Как формируются и хранятся воспоминания

Итак, на четвертом курсе я вновь училась в Университете Калифорнии в Беркли и работала в лаборатории доктора Даймонд. Моя дипломная работа была посвящена влиянию обогащенной среды, в которую помещали беременных крыс, на размеры мозга у новорожденных крысят. Колледж я окончила с отличием. Я хотела учиться дальше, хотела пойти в магистратуру и когда-нибудь тоже стать нейробиологом. Кроме того, опыт, полученный в лаборатории Жаффара в Бордо, пробудил во мне интерес к физиологии памяти: в конце концов, память – это один из самых распространенных видов пластичности мозга. Мы знаем, что всякий раз, когда человек узнает новое, в его мозгу происходят изменения. А меня, когда я начинала обучение в магистратуре, интересовало, каким образом изменяется мозг? Где происходят эти изменения? Что мешает мозгу усваивать новую информацию? И какое отношение обучение имеет к памяти? Волновал меня и еще один вопрос: нельзя ли найти способ мысленно увидеть то, что происходило в момент получения информации?

Я догадывалась, что ответы на все эти вопросы связаны с тем, как структурируются и формируются в мозгу воспоминания. Поступая в магистратуру Университета Калифорнии в Сан-Диего, я хотела как можно больше узнать о памяти. Память завораживала меня своей многогранностью. Оказалось, что мне предстояло приобщиться к одной из самых драматичных и перспективных областей нейробиологических исследований.

Сейсмический сдвиг в наших представлениях о памяти и мозге

Университет Калифорнии в Сан-Диего на тот момент мог похвастать первоклассным факультетом нейробиологии, где работали Лари Сквайр и Стюарт Зола – два нейробиолога, о которых я слышала на лекциях профессора Жаффара. Вскоре мне предстояло оказаться в самом центре тех бурных дебатов о механизмах памяти, о которых рассказывал на занятиях профессор Жаффар.

В конце 1980-х годов исследования памяти вызывали настоящий ажиотаж. Тогда в этой области возникла загадка: какая конкретно область мозга отвечает за память? Началось все тридцатью годами раньше, в конце 1950-х годов, когда в поле зрения ученых попал самый знаменитый из когда-либо изученных пациентов, страдающих амнезией, с инициалами Г. М.

Эпохальное открытие, о котором идет речь, связано с нейробиологом Брендой Милнер – британкой, защитившей ученую степень в Кембриджском университете и работавшей на тот момент в Университете Макгилла в канадском Монреале. Тогда Бренда была доцентом, сотрудничала с видным нейрохирургом Уайлдером Пенфилдом – он специализировался на операциях при серьезных случаях эпилепсии, которые не поддавались медикаментозному лечению. Хирургическое вмешательство в таких случаях предусматривало удаление гиппокампа из того полушария мозга, которое, по мнению врачей, инициировало припадки. Бренда тестировала пациентов Пенфилда до и после операции на мозге и пыталась понять, оказывало ли удаление гиппокампа негативное действие на их мозговую функцию. Она обнаружила некоторое ухудшение пространственной памяти в случае удаления правого гиппокампа. В случае удаления левого ухудшалась речевая память. Но эти недостатки считались приемлемым побочным эффектом операции – ведь она резко снижала частоту или вовсе устраняла изнурительные эпилептические припадки, которыми пациенты страдали по многу лет.

Команда испытала настоящее потрясение, когда выяснилось, что у двух пациентов проведенные Пенфилдом операции дали совершенно иной результат: у больных выявились глубокие и очень серьезные нарушения памяти. Пенфилд и его коллеги провели сотни подобных операций, и влияние их на память всегда было довольно слабым. Ученые сразу же изложили эти необычные и тревожные факты в докладе, который должен был обсуждаться на встрече Американской неврологической ассоциации в Чикаго в 1954 году.

Вы спросите: а что на тот момент было известно о мозговых основах памяти? Автором ведущей теории того времени был знаменитый гарвардский психолог Карл Лэшли. Он провел серию экспериментов на крысах и попытался с их помощью понять, как организована в мозгу память. Сначала он давал крысам возможность запомнить лабиринт, а затем наносил животным систематические повреждения внешней оболочки мозга, или коры, чтобы понять, повреждение какой области приведет к наиболее серьезному ухудшению памяти. Оказалось, что место повреждения не имеет значения, зато выяснилось, что к дефициту памяти приводит повреждение достаточной площади коры. На основании этих результатов Лэшли сделал вывод: память не локализована в какой-то конкретной части мозга. Ее механизм настолько сложен, что занимается им большая расположенная в коре сеть, и только повреждение значительной части этой сети приводит к отказу системы. Эта общепринятая на тот момент позиция делала случаи явного отказа памяти у пациентов Пенфилда, свидетелями которых стала Милнер, еще более загадочными. Ведь они явно были связаны с удалением или повреждением конкретных областей.

В нескольких сотнях километров от клиники Пенфилда, в Хартфорде (штат Коннектикут) другой нейрохирург по имени Уильям Сковилл прочел отчет, опубликованный Пенфилдом и Милнер, и немедленно связался с доктором Пенфилдом. Среди пациентов Сковилла был молодой человек с эпилепсией. Болезнь была такой серьезной формы, что врач, с согласия родных пациента, сделал ему, как он выразился, «откровенно экспериментальную операцию»: удалил гиппокамп из обоих полушарий головного мозга, а не из одного. Эпилептических припадков действительно стало меньше, но уже когда пациент очнулся после операции, было ясно: у него, как у двух уже упомянутых пациентов Пенфилда наблюдается глубокая деградация памяти. В то время никто не мог этого знать, но пациенту Сковилла (известному по инициалам – Г. М.) суждено было стать самым знаменитым неврологическим пациентом в истории науки.

Не забывайте, это хирургическое вмешательство было проведено в самый разгар эпохи, когда нейрохирурги спокойно делали операции на мозге, включая фронтальную лоботомию, и проводили другие хирургические процедуры, которые приводили к повреждению части лобной и височной долей мозга. Таким образом тогда пытались лечить психиатрические болезни – например, шизофрению и биполярное расстройство. Такая практика называется психохирургией. Сегодня трудно понять тогдашнее мировоззрение, при котором считалось нормальным удалять у пациентов части мозга. Впрочем, предполагалось, что делается это для их же пользы.

Сковилл не только посетил собрание Американской неврологической ассоциации в Чикаго в 1954 году, но и представил там доклад, в котором описал случай с пациентом Г. М. Затем Сковиллл пригласил Бренду Милнер приехать к нему в Коннектикут и самолично изучить Г. М. Та с радостью ухватилась за эту возможность.

Бренда нередко говорила о себе, как о человеке «умеющем замечать». Ее наблюдения за Г. М. и за девятью другими пациентами Сковилла помогли открыть кое-что совершенно новое в наших представлениях о том, как работает в мозгу память. Пациента Г. М. оказалось проще всего тестировать и оценивать, поскольку большинство других больных Сковилла страдали от различных психиатрических расстройств, включая шизофрению и маниакальный психоз. Милнер обнаружила у Г. М. высокий интеллект, который даже немного улучшился после операции. Но при этом Г. М. забывал все события, которые происходили с ним. Он был не в состоянии запомнить никого из больничного персонала или из врачей, с которыми общался (включая и саму Бренду Милнер), не мог самостоятельно добраться до больничного туалета, не мог запомнить местоположение или адрес нового дома, куда его семья переехала после операции. Несмотря на абсолютную неспособность запомнить хоть что-то новое, он хорошо знал своих родителей, местоположение и планировку дома, в котором вырос, и помнил детство. Это означало, что проведенная операция снизила его способность формировать и «откладывать на хранение» новые воспоминания, но никак не повлияла на его общий интеллект. К примеру, пациенту по-прежнему нравилось разгадывать кроссворды. Только теперь он мог заниматься одним и тем же кроссвордом несколько раз. Кроме того, у Г. М. в целом сохранились воспоминания о событиях, которые происходили до операции.

Так была наглядно продемонстрирована ошибочность теории Лэшли, ведь выяснилось, что в мозге есть конкретная область, которая отвечает за нашу способность формировать и хранить новые воспоминания. Что это за часть? В этом вопросе Сковилл и Милнер проявили разумную осторожность. Операция разрушила у пациента гиппокамп с обеих сторон, но при этом была также повреждена миндалевидная область (известная как мозжечковая миндалина), расположенная непосредственно перед гиппокампом. У Г. М. мозжечковая миндалина была разрушена почти полностью с обеих сторон. В целом ту область мозга, где располагается гиппокамп и мозжечковая миндалина, часто называют «медиальной височной долей». То есть это часть височной доли мозга (см. рис. 1), расположенная ближе к середине мозга (в анатомической терминологии такое расположение обозначается терминами «срединный» и «медиальный»). Однако, исследуя еще девятерых психиатрических пациентов с различными повреждениями срединной височной доли, ученые заметили: чем бóльшая часть гиппокампа повреждена с обеих сторон, тем серьезнее нарушения памяти. Это привело Сковилла и Милнер к выводу о том, что вероятной причиной нарушений памяти у Г. М. является обширное разрушение гиппокампа с обеих сторон. Но они не исключили, что потеря способности к запоминанию могла случиться из-за сочетания повреждения мозжечковой миндалины и гиппокампа.

Поразительная история пациента Г. М.
Пациент Г. М. – один из самых удивительных и подробно изученных неврологических пациентов в литературе. После Бренды Милнер с ним 47 лет, до самой его смерти в 2008 году, работала ее тогдашняя студентка, а ныне почетный профессор Массачусетского технологического института Сюзанна Коркин. Если вы хотите больше узнать о пациенте Г. М. и его истории, могу рекомендовать вам ее замечательную книгу на эту тему. Она называется «Постоянное настоящее время. Незабываемая жизнь больного амнезией Г. М.».

Но Бренда Милнер заметила еще кое-что. Описав подробно всю серьезность утраты пациентом повседневной памяти, она постаралась выяснить, существует ли что-нибудь, что Г. М. все же способен запомнить. Г. М. не мог формировать какие бы то ни было новые воспоминания о фактах (так называемая смысловая, или семантическая, память) или событиях (эпизодическая, или событийная, память). Обычно эти два вида памяти в совокупности называют «декларативной памятью», – это воспоминания, которые можно вызвать осознанно. Но Бренда установила, что на некоторые вещи у Г. М. была хорошая память. В частности, у пациента сохранилась способность осваивать новые двигательные или перцептивные навыки с той же скоростью, что и у нормальных людей. По настоянию Бренды Г. М. каждый день проделывал тесты, в ходе которых нужно было как можно точнее описывать свою фигуру, глядя при этом в зеркало. Результаты улучшались день ото дня, но пациент никогда не помнил, что уже занимался этим раньше. Так же Г. М. мог освоить перцептивные задания: ему показывали неопределенные очертания некоего изображения, затем более полный вариант, и так далее, пока изображение не проявлялось полностью. Г. М. мог узнавать, что изображено на картинке, с той же скоростью, что и нормальные люди. Это стало настоящим откровением в области изучения памяти. Открытие позволяло предположить, что в этих формах моторной и перцептивной памяти задействован не гиппокамп, а другие области мозга.

Итак, сотрудничество Сковилла и Милнер революционно изменило наши представления о памяти. Их работа помогла другим ученым понять, что срединная височная доля, в которую входит гиппокамп, обеспечивает нашу способность к формированию новых воспоминаний о фактах и событиях. Их исследования также показали, что воспоминания не хранятся в гиппокампе – ведь Г. М. сохранил свои воспоминания о детстве. Кроме того, другие формы памяти, в том числе перцептивная и моторная память, обеспечиваются не срединной височной долей, а различными отделами мозга вне ее.

Нельзя упускать из виду еще один важный аспект той первой статьи Сковилла и Милнер. Этот отчет послужил серьезным предостережением неврологическому сообществу: двустороннее удаление гиппокапа недопустимо! Из-за этого Г. М. разучился формировать новые воспоминания, стал инвалидом и остаток жизни провел на иждивении семьи. Злосчастная операция отняла у него возможность удерживать в голове любую информацию о том, что происходило с ним и в окружающем мире после хирургического вмешательства. Эпилептические припадки стали случаться с ним реже, но за это пациенту пришлось заплатить ужасную цену. Сковилл и Милнер позаботились о том, чтобы все неврологическое сообщество осознало и прочувствовало это.

Разные виды памяти
Та разновидность памяти, которую утратил Г. М. в результате повреждения отдельных участков мозга, называется «декларативной» памятью и относится к тем формам воспоминаний, которые можно вызвать сознательно. Существуют две основные категории декларативной памяти, которые обеспечиваются структурами срединной височной доли:
1. Эпизодическая память, или воспоминания о событиях жизни: рождественских праздниках в детстве или летних каникулах. Из таких «эпизодов» состоит уникальная личная история каждого человека.
2. Семантическая память включает всю фактическую информацию, которую мы усваиваем в течение жизни: названия стран, таблица умножения, телефонные номера и т. п.
Сегодня мы знаем, что существует немало и других видов памяти, которые не зависят от срединной височной доли мозга. Среди них:
1. Навыки/привычки. Это в основном двигательные воспоминания, которые позволяют нам научиться играть в теннис, попадать по бейсбольному мячу, водить машину или вставлять ключ в замок входной двери автоматически. Навыки обеспечиваются набором мозговых структур под названием «полосатое тело».
2. Прайминг. Этот термин описывает явление, при котором подверженность влиянию одного стимула способна определить ответ на другой стимул. К примеру, человеку дают незаконченный рисунок какого-то объекта, который тот не может распознать. Затем человеку показывают более подробный рисунок, на котором можно почти полностью увидеть объект. Тогда в следующий раз человек сможет узнать этот объект, даже если информации о нем на рисунке будет еще меньше. В прайминге задействованы многие отделы мозга.
3. Кратковременная память. Эта форма памяти помогает нам держать важную информацию в сознании, где с ней можно работать. Например, кратковременной памятью мы пользуемся в разговоре с банковским консультантом: он описывает различные варианты кредита под залог дома, а мы пытаемся решить, какой из них нам подходит. Способность держать все цифры и варианты в голове и манипулировать ими при принятии решения – это пример применения кратковременной памяти. Тот факт, что Г. М. мог поддерживать нормальный разговор (а значит, удерживать некоторое время в голове соответствующие темы), показывает, что его кратковременная память сохранилась.

Поиски своего места в истории с загадкой памяти

Сенсационный отчет Сковилла и Милнер в 1957 году буквально взорвал исследования природы памяти и вызвал лавину новых вопросов к нейробиологам. Вот вопросы, которые задавались чаще всего: 1) Какие конкретно структуры срединной височной доли критичны для декларативной памяти – только ли это гиппокамп или гиппокамп и мозжечковая миндалина вместе? и 2) Как зрительно представить изменения, которые происходят в нормальном мозге при формировании нового декларативного воспоминания? Поступая в магистратуру, я не знала, что ответ на первый вопрос станет темой моей магистерской диссертации. Ну а второй темой я через несколько лет стала заниматься, будучи доцентом Нью-Йоркского университета.

К тому моменту, когда я появилась в Университете Калифорнии в Сан-Диего, о важнейшей роли гиппокампа в обеспечении памяти было известно гораздо больше, чем прежде. Самые яростные дебаты в то время шли о том, только ли повреждение гиппокампа отвечало за потерю памяти у Г. М., как предполагали Сковилл и Милнер, или дело было все же в сочетанном повреждении гиппокампа и мозжечковой миндалины – другая версия, которую ученые не смогли исключить. Сравнительный анализ, который провел во время опытов на животных в 1978 году Морт Мишкин, указывал, что именно сочетание травмы гиппокампа и мозжечковой миндалины приводила к наиболее серьезному дефициту памяти. Тем не менее, в 1987 году, когда я поступила в магистратуру, ученые нашего университета Лари Сквайр и Старт Зола как раз получили доказательства того, что мозжечковая миндалина, скорее всего, не задействована в механизме памяти. Сквайр и Зола показали, что у животных разрушение гиппокампа с обеих сторон вызывает явный дефицит памяти, а разрушение только мозжечковой миндалины по обеим сторонам мозга никак на память не влияет. Затем они провели эксперимент, который оказался ключевым в данном вопросе. У животных с заранее удаленным с двух сторон гиппокампом они повредили мозжечковую миндалину – и увидели, что дополнительный ущерб мозгу не привел к усилению дефицита памяти, как предсказывалось. Вопрос теперь стоял так: если дополнительное ухудшение памяти не вызвано повреждением мозжечковой миндалины, то чем же оно вызвано? Повреждением какой мозговой структуры? Ответ удалось получить благодаря тщательному изучению различных вариантов поражения головного мозга. Специалист по нейроанатомии Дэвид Амарал изучил масштабы поражения мозга этих животных на тонких срезах мозговой ткани и заметил один факт, очевидный только нейроанатому: поражение захватывало не только гиппокамп и мозжечковую миндалину. Обширные зоны коры вокруг названных областей мозга у этих животных тоже были в разной степени повреждены. Можно было предположить, что точно так же обстояло дело и у Г. М. – ведь воздействие на мозг осуществлялось хирургическим путем. Так, может быть, ключом к разгадке были именно эти области коры вокруг гиппокампа и мозжечковой миндалины, которые никто никогда не рассматривал всерьез и которые прежде считались частью зрительного отдела мозга?

Именно в этот момент на сцене появилась я. Дэвид Амарал заведовал нейроанатомической лабораторией в Институте Солка в Сан-Диего, располагавшейся напротив нашего университета, и был ведущим специалистом по анатомической организации срединной височной доли мозга. Мне казалось очевидным, что нам необходимо лучше понять базовую структуру этой части мозга. И когда меня спросили, интересно ли мне этим заняться, я ухватилась за такую возможность. Я ощущала себя кем-то вроде Стэнли и Ливингстона от нейробиологии – ведь мне предстояло исследовать один из самых глухих и скрытых от глаз отделов мозга, куда мало кому до меня удавалось проникнуть.

Вообще-то, поступая в 1987 году в магистратуру, я была уверена, что все части мозга уже давно и тщательно изучены и описаны. Однако, приступив к работе, я обнаружила: те области, которыми непосредственно занимаюсь я, умудрились каким-то образом избежать внимания ученых. Именно мне одной из первых пришлось тщательно изучать их. При этом я пользовалась теми же базовыми методиками, которые были в ходу у нейроанатомов с самого начала XX века: я делала очень тонкие срезы мозговой ткани, окрашивала их и рассматривала под микроскопом. Я брала тонкие срезы мозга из ключевых областей височной доли. А окрашивала я их при помощи химического вещества, которое помогало различить размеры и организацию тел нейронов и клеток глии, из которых состояли эти области коры (такая методика называется окраской по Нисслю). Я смотрела на образцы, пытаясь найти черты, которые позволили бы отличить одну область от другой. В других исследованиях я пыталась отследить, откуда эти области получают информацию и куда сами посылают сигналы.

За шесть лет я провела сотни часов в одиночестве в затемненной комнате, разглядывая образцы мозговой ткани под мощным микроскопом и пытаясь установить закономерности. В самые трудные дни, после многих часов у микроскопа, клетки, из которых состояли изучаемые области мозга, начинали плясать у меня перед глазами, как чудесные произведения абстрактного искусства. Это была тяжелая скрупулезная работа. Пытаясь заполнить тишину, я часто слушала за работой классическую музыку. Больше всего я любила сидеть за микроскопом по утрам в субботу. Склонившись в темноте над очередным срезом мозговой ткани, я слушала радиопередачу под названием «Приключения в мире хорошей музыки с Карлом Хаасом» – чудесную программу, из которой я узнавала обо всем на свете: и как Страдивари делал свои знаменитые скрипки, и о тонкостях скрипичных пассажей в симфониях Мендельсона. После передачи Карла начиналась программа, где передавали полные записи оперных спектаклей. Учитывая, сколько тысяч часов в годы магистратуры я провела за прослушиванием этих программ, мне, наверное, полагалась бы дополнительная ученая степень ценителя классической музыки. Все эти долгие часы у микроскопа я ни с кем не общалась, но у меня, по крайней мере, была музыка.

Что же я узнала в результате проделанной работы? Оказалось, что области коры, которые я исследовала (они известны как околоносовая и парагиппокампальная кора и находятся в срединной височной доле), не только обеспечивают активный поток входных сигналов в гиппокамп через его главную входную структуру, известную как энторинальная кора. Мои исследования также показали, что эти области коры представляют собой крупный мозговой «интерфейс», или «портал» – он получает сигналы от большого числа областей мозга, обеспечивающих всевозможные сенсорные функции. Получает он сигналы и от других «высокоуровневых» областей мозга, участвующих в обеспечении внимания и познания. Я установила, что эти области – не просто часть зрительной коры, как считалось раньше, а высокоуровневый информационный центр мозга. Пользуясь относительно «старомодными» исследовательскими подходами, я сумела получить новую информацию о том, почему эти области могут оказаться такими важными для памяти. Все дело – в их связях.

Но описания связей конкретной области мозга недостаточно, чтобы определить ее функции. Я продолжала работу, пытаясь показать: поражение мозга, локализованное в этих областях коры, вызывает у животных серьезнейшие нарушения памяти, сравнимые по масштабам с нарушениями у Г. М. Это было поистине шокирующее открытие. Дело в том, что до того момента все внимание ученых, занимавшихся исследованием памяти, было сосредоточено на гиппокампе и мозжечковой миндалине. Новые же исследования показали, что нейробиология с самого начала игнорировала «ключевого игрока» – области коры, окружающие гиппокамп и мозжечковую миндалину. Стало также ясно, что этого недостаточно. Тот факт, что отдельные области коры играют важную роль в обеспечении памяти, не означал, что Лэшли был прав. Этот ученый предполагал, что память возникает в результате сложного взаимодействия областей коры, разбросанных по всему мозгу, но ни одна из этих областей не может в одиночку поддерживать память. Мои же результаты показали: можно определить, какие взаимосвязанные области способны формировать новые долговременные воспоминания – это гиппокамп и непосредственно прилегающие к нему области коры. Хотя Лэшли ошибался в локализации областей мозга, отвечающих за формирование новых воспоминаний, его идея о крупной сети из многих областей мозга оказалась пророческой. Оказалось, что долговременные воспоминания могут храниться в тех же корковых сетях, где происходит первичная обработка поступающей информации.

Мои исследования в годы магистратуры помогли распознать две «новые» области мозга и показали, насколько они важны для обеспечения долговременной памяти. Кроме того, благодаря моим результатам обнаружилась еще одна область мозга, расположенная между околоносовой и парагиппокампальной областями коры и гиппокампом. Эта область известна как энторинальная кора. Исследования показывают, что она также играет значительную роль в «системе» областей мозга, необходимых для декларативной памяти. В самом деле, недавно Нобелевскую премию по медицине получили двое коллег из Норвегии: они сумели охарактеризовать основную функцию энторинальной коры в обработке пространственной информации.

Наша университетская исследовательская команда (и я в том числе) предположила, что серьезное нарушение функции памяти у пациента Г. М. должно объясняться повреждением как гиппокампа, так и окружающих его корковых областей. И точно, стоило мне завершить исследование и написать диссертацию, как появился снимок мозга Г. М. – это впервые позволило ученым увидеть своими глазами истинные масштабы поражения его мозга. Историческое МРТ-исследование (метод, позволяющий увидеть структуру живого мозга и визуально различить белое вещество – аксоны от серого вещества – клеток) подтвердило, что у Г. М. действительно поражены не только гиппокамп и мозжечковая миндалина, но и окружающие их корковые области. Это сканирование подтвердило все результаты работы, что я проделала для диссертации. Кстати, та диссертация принесла мне не только ученую степень доктора наук, но и престижную премию Линдсли, которую Общество нейробиологии присуждает за лучшую докторскую диссертацию в области бихевиоральной нейробиологии.

В жизни я никогда не встречалась с пациентом Г. М. Но я очень много думала о его мозге и о том, что он способен и не способен запоминать. Поэтому мне часто казалось, что я хорошо его знаю. Никогда не забуду, как открыла утром 4 декабря 2008 года The New York Times и увидела на первой полосе его некролог. Я впервые увидела настоящее имя человека, которого изучала в течение двадцати лет как Г. М., и это потрясло меня. Генри Молисон. Вероятно, это имя много лет было самым охраняемым секретом нейробиологии: его открыли только после смерти пациента. Ощущение было такое, будто в день смерти близкого друга я узнала что-то очень личное о нем. Тогда, 4 декабря 2008 года, я читала большую лекцию на тему памяти. Я поделилась печальной новостью с аудиторией и даже, кажется, немного расчувствовалась. Должно быть, я показалась слушателям странной, но ничего не могла с собой поделать. Генри Молисон, пациент Г. М., пожертвовал многим в жизни ради того, чтобы мы лучше поняли механизм памяти. За много лет, прошедших с момента операции, он не запомнил ни одного Рождества и дня рождения, у него не могло быть глубоких отношений, он не в состоянии был строить планы на будущее. В день операции он утратил драгоценнейший дар, но его несчастье странным образом обогатило наши представления о мозге и памяти. Я всегда буду помнить его жертву.

МРТ
МРТ (магнитно-резонансная томография) – мощный и широко применяемый инструмент сканирования мозга. При помощи сильных магнитных полей и радиоволн он формирует изображения органов тела, включая и мозг. Этот прием называется «структурной» визуализацией. Он широко используется для того, чтобы иметь наглядное представление о макроструктуре мозга, включая границу между так называемым серым веществом (телами клеток) и белым веществом (аксональными связями) мозга.

Движемся дальше. Изучение памяти в Национальном институте здоровья и создание собственной лаборатории

В Университете Калифорнии в Сан-Диего я шесть лет изучала нейроанатомию и поведенческие подходы к исследованию связей между ключевыми областями мозга в медиальной височной доле. Изучала я и результаты поражения этих областей. Безусловно, мои исследования были очень важными. Но все же это было далеко не то же самое, что наблюдать своими глазами процессы, происходившие в мозгу при формировании новых воспоминаний. Именно этим мне хотелось заниматься дальше: освоить новые подходы и фиксировать схемы электрической активности клеток мозга животных в тот момент, когда они выполняют задания на запоминание. Мне хотелось смотреть на клетки и видеть, что происходит в гиппокампе, когда животное узнает или осваивает что-то новое. Для этого я устроилась работать научным сотрудником в лабораторию Роберта Дезимона в Национальном институте здоровья.

Эта лаборатория входила в состав более крупной лаборатории Морта Мишкина, того самого нейробиолога, который опубликовал в свое время данные о результатах поражения гиппокампа и мозжечковой миндалины у обезьян и о котором я впервые услышала во Франции. Работая в Национальном институте здоровья следующие четыре с половиной года, я училась регистрировать активность отдельных клеток мозга животных и небольших групп таких клеток в процессе выполнения заданий на запоминание. Такой подход называется поведенческой нейропсихологией. Это мощный инструмент, поскольку вы можете наблюдать, как электрическая активность мозга соотносится с поведением животного. Кроме того, он позволяет вам понять, как конкретные клетки мозга отзываются на то или иное поведенческое задание. Согласитесь, это совсем не то, что изучать последствия повреждения мозга, как в случае с Г. М. Конечно, изучение травм и их последствий иногда переворачивает наши представления о функциях мозга, но такие исследования просто по природе своей могут быть только косвенными. Вы изучаете отсутствие некой функции, которая существовала до травмы. В поведенческой нейропсихологии, наоборот, вы начинаете понимать, как нормальный мозг обычно реагирует на некое задание.

Важно отметить, что в мозге нет болевых рецепторов. То есть микроэлектроды, которые мы используем для записи сигналов, не вызывают у подопытных животных боли. Зато они позволяют нам регистрировать короткие всплески электрической активности (так называемые потенциалы действия, или пиковые потенциалы), которые возникают, когда животное усваивает или вспоминает нечто новое. Я занималась в основном тем, что учила животных играть в видеоигры с обучением и запоминанием, а затем записывала активность отдельных клеток. Я пыталась разобраться, как мозг сообщает о разных аспектах задачи и что происходит с рисунком активности мозга, когда он что-то вспоминает или забывает. Я сосредоточилась на одной из областей коры мозга в срединной височной доле – энторинальной коре – и описывала схемы нейронной деятельности в этой области мозга при выполнении животными заданий на запоминание. Это исследование было единственным в своем роде: никто больше не изучал таким образом энториальную кору. Но я понимала: многое в отношении свойств других важных областей срединной височной доли еще остается неисследованным. Именно этим я хотела заняться в собственной лаборатории.

Четыре года, проведенные в Национальном институте здоровья, были очень ценными и интенсивными, ведь именно тогда я всесторонне освоила поведенческую нейрофизиологию. Основав в 1998 году собственную нейробиологическую лабораторию, я в полной мере воспользовалась приобретенными навыками. С появлением этой лаборатории в моей научной карьере началось самое интересное. К тому моменту я уже десять лет занималась исследованием памяти. Я испытывала невероятное возбуждение от того, что могла теперь разработать собственную исследовательскую программу и разобраться, что же происходит в гиппокампе при формировании новых воспоминаний. Мое желание узнать это зародилось при первом знакомстве с описанием пациента Г. М. Он был способен оценивать окружающее в настоящий момент, но, в отличие от всех нас, не мог удерживать эту информацию дольше, чем его внимание было на ней сосредоточено. Мы теперь знали, что способность удерживать информацию в памяти обеспечивается гиппокампом и окружающими его корковыми областями. Но мы совершенно не представляли, что делают эти клетки для формирования нового воспоминания. Именно этим вопросом я хотела заняться в своей лаборатории.

Первое, что мне нужно было решить в качестве главы лаборатории: какого рода информацию будут запоминать подопытные животные. Требовалось нечто относительно простое, то, что животные могли делать без труда. Но эти задания должны были стать непосильными для животных с поврежденным гиппокампом и окружающих его структурами. Я выбрала следующее задание: животное должно было соотносить определенные визуальные подсказки (к примеру, изображение собаки, дома или дерева) с определенными целями вверху, внизу, слева или справа на компьютерном мониторе. За это ему доставалось вознаграждение. Эта форма памяти, известная как ассоциативная память, представляет собой разновидность декларативной памяти (то есть эта информация может быть осознанно заучена и осознанно же вызвана в памяти). Существовали также надежные свидетельства, что поражение гиппокампа и/или окружающих его структур мозга нарушает способность к усвоению подобных ассоциаций «рисунок – мишень».

Я начала учить животных усваивать ежедневно по несколько новых ассоциаций. Когда они хорошо овладели этим навыком, я ввела в их мозг тонкие электроды, чтобы записывать электрическую активность в процессе обучения.

Наконец-то! Мне предстояло заглянуть в мозг и увидеть, что происходит в гиппокампе при усвоении новой информации.

Почему никто раньше не делал подобных опытов? Одна из причин – в том, что научить животных усваивать новые ассоциации очень трудно. Но оказалось, что я выбрала удачную задачу: животные были в состоянии усваивать за один сеанс по несколько новых ассоциаций. Именно в этом мы нуждались, чтобы начать поиск механизма, который «регистрирует» новые ассоциации в гиппокампе.

Регистрация активности отдельных клеток мозга напоминает рыбалку. Для начала вы устраиваетесь в подходящей части водоема (или мозга), где обитает крупная рыба (или клетки мозга), а затем ждете. Я записывала электрическую активность при помощи очень тонкого микроэлектрода, который на пути к гиппокампу проходил мимо сотен или даже тысяч клеток в других отделах мозга. При прохождении электрода я записывала показатели активности клеток. Их реакция регистрировалась в виде слабых щелчков, напоминавших шорохи эфира при настройке радиоприемника. Моей целью было узнать, связана ли схема срабатываний конкретной клетки мозга с тем, что животное усвоило новую ассоциацию между картинкой и мишенью. Но у меня не было гарантий. Бывали дни, когда с помощью нашего электрода я выслушивала множество клеток, но все они практически ничего не делали. Они издавали только «белый шум» без всякого ритма и системы. Однако в другие дни мне везло, и удавалось поймать отличную крупную рыбу в виде клетки, которая вела себя интересно. К примеру, эта клетка срабатывала только при показе определенной картинки. Или же она «щелкала» раз за разом во время интервала между показом картинки и обращением животного к одной из мишеней.

Я продолжала «ловить рыбу» в гиппокампе в надежде найти что-то интересное, и через несколько месяцев работы наконец-то начала проявляться некая система. Я заметила: в начале испытания, когда животное еще не запоминало никаких ассоциаций, клетка, активность которой мы регистрировали, почти не срабатывала или срабатывала редко. Но затем эта клетка усиливала активность и ближе к концу испытания, когда ассоциации успевали закрепиться в памяти, срабатывала гораздо чаще. Сразу я не обратила внимания на эту особенность, но когда мы дополнительно проанализировали полученные данные, закономерность стала очевидной.

Действительно, эти клетки почти или совсем не реагировали на задание в начале обучающего сеанса (когда ассоциации еще не сформировались). Но по мере того, как животное усваивало очередную ассоциацию, определенные клетки резко увеличивали активность – они удваивали или даже утраивали первоначальную частоту. Причем увеличение частоты происходило при усвоении только определенных ассоциаций. Это позволяло предположить, что в гиппокампе есть группы клеток, которые своей повышенной активностью сигнализируют об усвоении новых ассоциаций. Во время эксперимента я прислушивалась к щелканью прибора и слышала в этих звуках рождение нового воспоминания! Никто никогда не описывал обучение в гиппокампе таким образом. Мы наблюдали, как клетки гиппокампа кодируют новые, только что усвоенные ассоциации. А поскольку мы знали, что повреждение этой области мозга снижает способность к созданию ассоциаций, можно было предположить: такая схема активности мозга – основа процесса усвоения новых ассоциаций.

Полученные результаты были важны не только для меня и моих коллег-исследователей, но и для нейробиологии в целом. Наш эксперимент стал одной из первых демонстраций пластичности мозга. Эту пластичность мы наблюдали в реальном времени, и она была непосредственно связана с изменением поведения – в данном случае с усвоением новых ассоциаций. Профессор Даймонд в свое время показала, что мозг в среднем содержит больше синапсов, если крысу выращивают в обогащенной среде. Но в тех исследованиях не регистрировалось поведение в ходе обучения и формирования воспоминаний. Априори считалось, что если мозг увеличивается, то это хорошо для поведения и успеха. Если мы сумеем разобраться в этих функциях мозга, то тогда, наверное, сможем в перспективе искусственно воспроизвести эти функции. Подобное может понадобиться, если мозг сам не справится с задачей из-за неврологических проблем. Иными словами, наши результаты показали, как работают клетки нормального гиппокампа при формировании новых воспоминаний. Очень важно, что эти результаты стали первыми шагами к разработке методов лечения дефицита ассоциативной или событийной памяти. Этот дефицит возникает при болезни Альцгеймера, травмах мозга и естественном старении. Прежде, чем исправлять то, что выходит из строя при этих неврологических заболеваниях, мы должны понять, как нормальный мозг формирует новые воспоминания.

Факты в копилку
• Части височной доли, включая гиппокамп, энторинальную, околоносовую и парагиппокампальную кору (по одной в каждом полушарии) очень важны для декларативной памяти.
• Декларативная память – фундаментальная форма памяти. Она называется так потому, что ее можно сознательно объявить (продекларировать). В декларативную память входит жизненный опыт (событийная память) и знание фактов (смысловая память).
• Чтобы сформировалось и отложилось новое декларативное воспоминание, ключевые области височной доли должны работать. Эти области необходимы также в случаях, когда новое воспоминание повторяется и, возможно, связывается с другой информацией. Так оно постепенно превращается в долговременное воспоминание.
• Когда работа проделана и долговременное воспоминание сформировано, необходимость в этих областях височной доли пропадает. Считается, что после этого воспоминание хранится в сложных нейронных сетях в коре мозга.
• Если гиппокамп человека будет поврежден во взрослом состоянии, другие области мозга не смогут взять на себя его функции. Никакая пластичность не поможет при утрате этих областей мозга.
• Сегодня нам известно, что клетки гиппокампа могут сигнализировать о формировании новых ассоциативных воспоминаний: в ответ на усвоение конкретных ассоциаций клетки изменяют частоту своего срабатывания. Когда вы запоминаете имя нового знакомого, группа клеток в вашем гиппокампе начинает бешено сигналить – так она реагирует на новую усвоенную ассоциацию «имя – лицо».

3. Загадка памяти
Воспоминания – это не только нейроны

Это случилось в среду. В Нью-Йорке начинался чудесный ясный день. К тому моменту я уже довольно давно работала в Нью-Йоркском университете и в то утро с нетерпением ждала возможности почитать свою любимую гастрономическую рубрику The New York Times – она выходила как раз по средам. Статья, посвященная всемирно известному повару Томасу Келлеру, сразу заинтересовала меня. Когда-то с родителями мне приходилось бывать в обоих пятизвездочных ресторанах Келлера – и в The French Laundry в Йонтвилле (штат Калифорния) в долине Напа, и в не менее поразительном Per Se с видом на Центральный парк в Нью-Йорке. Я ожидала увидеть забавный текст о каком-нибудь фирменном масле или редких лесных грибах, но с удивлением обнаружила, что статья – о том, как знаменитый шеф уже в зрелом возрасте восстановил отношения с отцом, который оставил семью, когда самому Келлеру было пять лет.

После этого Келлер встречался с отцом лишь изредка, и только когда повару перевалило за сорок, отец и сын познакомились по-настоящему. Им так понравилось общаться, что через некоторое время Келлер-старший переехал в Йонтвилль поближе к сыну. Оба они радовались новым отношениям, ели, пили и в полной мере наслаждались жизнью. Без сомнения, чудесная еда и великолепные пейзажи долины Напа делали их воссоединение еще более счастливым. Однако после автокатастрофы у отца Келлера парализовало ноги. Он оказался прикован к инвалидной коляске и нуждался теперь в постоянной заботе и присмотре. Келлер использовал все возможности, чтобы помочь отцу поправиться и начать новую жизнь в инвалидном кресле. Благодаря заботе сына старшему Келлеру удавалось сохранить часть своей прежней жизнерадостности еще на год. А потом он умер.

Статья получилась трогательная. Я ощущала боль, которую испытал Келлер, потеряв недавно обретенного отца.

Но сильнее всего на меня подействовали его слова, которыми завершалась статья: «В конце концов, когда мы задумываемся о том, что имеем, оказывается, что это воспоминания». Тут я заплакала.

Я плакала не только потому, что история была трагической, просто она заставила меня понять нечто важное о себе самой. Больше шестнадцати лет я изучала механику памяти и ни разу не задумалась всерьез, что воспоминания значат для меня лично. Да, я много размышляла о пациенте Г. М., о том, чего он лишился вместе с височными долями мозга. Но я не потратила и минуты на то, чтобы понять, насколько драгоценны для меня мои собственные воспоминания. Какие они? Все, что мгновенно промелькнуло перед глазами, касалось учебы, работы в лаборатории, защиты диссертаций, премий и грантов. Я вдруг поняла, что все мои недавние воспоминания – только о науке.

Но ведь у меня было детство в Калифорнии с родителями и братом. Стоило сосредоточиться, и в голове начали разворачиваться образы прошлого. Томас Келлер был прав: наши воспоминания – самое ценное, что у нас есть!

Потеря памяти дома

Травмы мозга, которые приводят к амнезии, встречаются относительно редко. Но поражение этих же областей наблюдается у пациентов, страдающих старческой деменцией и болезнью Альцгеймера. В январе, через несколько месяцев после той статьи про Томаса Келлера, мне позвонила мама. Она сказала, что папа плохо себя чувствует: он пожаловался, что не может вспомнить, как добраться до магазинчика, в котором уже тридцать лет покупает кофе. Внезапно папина память просто испарилась.

Я не невролог, но сразу поняла, что папины симптомы – не просто забывчивость, которая приходит с возрастом, когда центры памяти в мозгу постепенно начинают деградировать. Через своих стэнфордских коллег я записала отца на прием к блестящему неврологу и полетела к родителям, чтобы вместе с ними пойти на прием. Там моему отцу был поставлен диагноз «общая деменция».

Не могу передать, насколько беспомощной я себя почувствовала. Я, специалист по отделам мозга, отвечающим за память, ничего, ровным счетом ничего не могла сделать, чтобы помочь отцу. Какой прок от моего образования и научной работы, если я не в состоянии спасти папу? Это было ужасно.

Я решила, что даже если не смогу «вылечить» отцу память, все же найду способ помочь ему. По ходу дела я заодно помогла маме, да и себе тоже.

Незадолго до того злосчастного января я (примерно как Томас Келлер) стала пытаться улучшить и обогатить свои отношения с родителями. Мы никогда особенно не ссорились, но и близости между нами не было. Много лет я разговаривала с родителями только по телефону, раз в несколько месяцев. Мы просто привыкли к редкому общению. Я была слишком занята, пытаясь осуществить свою мечту и получить пожизненный пост профессора нейробиологии. А родители, мне кажется, просто считали нормальным, что с ними редко общается дочь, уверенно восходящая по карьерной лестнице (что, собственно, от нее и ожидалось).

Но, перешагнув сорокалетний рубеж, я решила, что хочу сблизиться с ними. И начала с того, что взяла за правило звонить родителям каждую неделю. Эту перемену они оба приняли с радостью. Так что и до, и после того, как у папы появились проблемы с памятью, я регулярно с ним разговаривала. После постановки диагноза папа остался папой: приятным и остроумным собеседником, который по-прежнему спрашивал меня, не видела ли я каких-то хороших бродвейских постановок, и слушал мои впечатления о новых нью-йоркских ресторанах. Он просто не мог вспомнить, что ел сегодня на обед и кто из родных на прошлой неделе приезжал в гости.

Но пути памяти неисповедимы. В один прекрасный момент, уже после папиного диагноза, я решила изменить еще одну нашу семейную «традицию». В моей японско-американской семье все и всегда были очень дружелюбны и безукоризненно вежливы друг к другу, но вот эмоции проявлять у нас было не принято. Наша семья напоминала японско-американский вариант «Аббатства Даунтон» – только без акцента, слуг и имения.

Несомненно, мама и папа всегда любили и любят нас с братом, но мы никогда не говорили: «Я тебя люблю». Культура моей семьи этого просто не предполагала. Когда мы узнали, что у папы слабоумие, я поняла, что мне хочется говорить эти слова обоим родителям. Мне хотелось (а может, это было необходимо), чтобы они знали: я действительно люблю их.

Но тут возникла проблема: я поняла, что нельзя просто начать говорить им: «Люблю!» – без всякого объяснения.

И решила, что мне придется спросить у них разрешения.

Затем я подумала: нет, погодите-ка! Я взрослая женщина, неужели мне нужно спрашивать у собственных родителей разрешения говорить им о своей любви?! Нелепость какая-то, неловкая и неудобная ситуация. Но затем я поняла, что дело не в неловкости, а в страхе: я просто боялась, что они скажут «нет». Ведь если это произойдет, я буду чувствовать себя ужасно.

С другой стороны, у меня не было другого способа выяснить, как они отнесутся к моей идее: можно было только спросить об этом. И вот одним воскресным вечером, прежде чем поднять трубку и набрать номер родителей, я долго собиралась с силами. Предполагался не обычный воскресный звонок, а звонок с «Большим вопросом». Обычно когда я звонила родителям, то сначала я разговаривала с мамой, рассказывая ей все свои новости за неделю, а затем она передавала трубку папе, и разговор практически повторялся. Набирая номер, я уже боялась, что струшу и не задам свой вопрос, поэтому я решила вести разговор в как можно более легкомысленном тоне. Я собиралась изложить свою просьбу легко, как любую другую, вроде как: «Эй, мам, что если я буду звонить по понедельникам вместо воскресений?» Именно такую стратегию разговора я выбрала. Ну не говорить же: «Эй, мам, что если мы попробуем одним махом отменить тысячи лет глубоко въевшейся японской культуры и начнем говорить друг другу “Я тебя люблю”?»

Первая часть разговора была такой же, как в любое другое воскресенье. Я спросила маму, как прошла неделя, и рассказала о своих делах. Говорила я особенно возбужденно и жизнерадостно, и где-то в середине разговора произнесла, как будто бросаясь в прорубь:

– Послушай, мам, мне тут пришло в голову, что мы никогда не говорим: «Я тебя люблю» во время телефонных разговоров. Как думаешь, может, нам начать делать это?

Повисла пауза.

По-настоящему долгая пауза.

Я затаила дыхание. Но мама наконец ответила:

– По-моему, отличная идея!

Я судорожно вдохнула и облегченно выдохнула.

Продолжая в том же легкомысленном тоне, я бодро отозвалась:

– Это великолепно!

Мы закончили разговор о том, чем занимались на неделе, и я почувствовала, как в наших голосах нарастает напряжение. Мы были похожи на двух диких кошек, которые осторожно ходят по кругу, не выпуская друг друга из вида. Но почему напряжение? Потому что обе мы понимали: одно дело согласиться сказать «Я тебя люблю», и совсем другое – действительно впервые сказать друг другу «Я тебя люблю».

Но это была моя идея, так что я взяла быка за рога и решительно произнесла:

– О’кеееей! (Иными словами, готовься, мамочка!)

– Я ТЕБЯ ЛЮБЛЮ! – произнесла я каким-то мультяшным голосом, пытаясь скрыть неловкость.

Она ответила:

– Я ТОЖЕ ТЕБЯ ЛЮБЛЮ! – точно таким же неестественным голосом.

Не буду лгать, это было очень трудно и неловко, но мы это сделали! Слава богу, главное было позади!

Я знала: если мама согласится, то папа согласится тоже. Во время разговора в тот же вечер я спросила разрешении, он сказал «да» и мы озвучили друг другу свои неловкие признания. Исторический вечер «Большого вопроса» завершился.

Закончив разговор, я должна была ощутить гордость и счастье. Так оно и было, но, положив трубку, я первым делом разрыдалась: уж очень нелегко все это далось мне. В тот вечер я впервые в зрелом возрасте сказала родителям о своей любви, и они ответили мне тем же. Тем самым мы навсегда изменили культуру своей семьи. Это было очень трогательно, и мои слезы в основном были слезами радости.

Через неделю я с облегчением заметила, что взаимное признание в любви далось нам с мамой куда легче, чем в первый раз.

Затем наступила папина очередь. Я вдруг подумала, что он может и не вспомнить наш разговор недельной давности, и была готова напомнить ему о договоренности.

Но папа удивил меня.

В тот вечер, и теперь каждое воскресенье во время нашего традиционного телефонного разговора папа первым признается мне в любви. Он запомнил.

Вы должны понять: ведь иногда он не в состоянии вспомнить, приезжала ли я погостить на Рождество или на День Благодарения. Но он никогда не забывает сказать: «Я тебя люблю» в конце телефонного разговора.

Как нейробиолог, я сразу же поняла, почему так случилось. Это прекрасный пример того, как эмоции могут возобладать над памятью. Любовь и гордость, которые отец ощутил неделей раньше, когда его дочь попросила разрешения признаваться ему в любви, – эти эмоции в тот вечер победили слабоумие и позволили ему сформировать новое долговременное воспоминание. Оно не померкло до сих пор. Когда события или информация возбуждают в нас сильные чувства, активируется мозжечковая миндалина. Сегодня мы знаем, что этот отдел мозга необходим для обработки эмоций, он же участвует в обработке воспоминаний в гиппокампе. Это доказывает, насколько сильно на самом деле взаимосвязаны эмоции и познание, или чувства и обучение.

В тот вечер мой отец сумел сформировать у себя новое долговременное воспоминание и победить слабоумие. Да и в моем мозгу память о том телефонном звонке запечатлелась на всю оставшуюся жизнь – можете быть уверены.

The free sample has ended.