Ми — це наш мозок

XV. Пам’ять

Розумова активність стимулює розвиток нервових

клітин та їх відростків у тій частині мозку, яка

використовується. Так, дедалі більша кількість кінцевих

розгалужень посилює існуючі між групами клітин зв’язки.

Рамон-і-Кахаль, 1894

Єдине, що спливає в моїй пам’яті після перебування 25 років тому в одній міжнародній комісії, — це заливчастий сміх Еріка Кендела. Цим сміхом він точно не завдячував радісному дитинству та юності. Еріх Кандель народився 1929 року у Відні. На свій дев’ятий день народження він отримав гарну блакитну машинку з дистанційним керуванням. Через два дні, в «кришталеву ніч», нацистська поліція наказала єврейській сім’ї Канделів звільнити будинок. Батька Еріха Канделя змусили зубною щіткою вичистити намальовані на вулиці гасла за вільну Австрію. Коли за декілька днів сім’ї дозволили повернутися у їхній будинок, він був повністю розграбований. Блакитна машинка також зникла. Канделі півроку чекали на візу і нарешті змогли емігрувати до США, де Еріх змінив своє ім’я на Еріка Кендела. Він вивчився на психіатра. Перше кохання, донька пари відомих психоаналітиків із близьких знайомих Фройда, безумовно, зіграла важливу роль у його виборі професії. Кендел настільки загорівся психоаналізом, що 1955 року захоплено розповідав відомому електрофізіологу з Колумбійського університету Геррі Ґрундфесту про свій намір знайти біологічне підґрунтя душевної теорії Зиґмунда Фройда. Теорія Фройда ділила дух на автобіографічну частину («Я»), несвідому частину з примітивним дитячим духом («Воно») і несвідому частину, яка нібито керує моральною поведінкою та нашими амбіціями («Над-Я»). Сам Фройд ніколи не замислювався, де саме в мозку розміщені ці гіпотетичні елементи. Ґрундфест, який увів Кендела в нейрологію, терпляче вислухав його нездійсненні плани досліджень і після цього дав найважливішу для його кар’єри пораду: «Якщо хочеш розібратися з духом, тобі слід ретельно вивчити мозок, клітина за клітиною». Такий підхід, спершу вивчення клітинної, а потім — молекулярної основи пам’яті, привів зрештою Кендела до Нобелівської премії 2000 року. Його наукові пошуки захопливо описані в автобіографічній книзі «У пошуках пам’яті: виникнення нової душевної науки». Пам’ять визначають як здатність зберігати інформацію і відтворювати її. Вона дає нам можливість свідомого доступу до минулого. Спочатку Кендел працював над гіпокампом, мозковою структурою, яка є основоположною для пам’яті. Проте гіпокамп виявився надто складним, тому Кендел вирішив обрати простіший об’єкт для досліджень і «точнісінько, як при виборі дружини Денізи, поклавшись на свої інстинкти, несвідомо звернувся до піддослідного морського равлика аплізії». У такій примітивній істоті різні аспекти пам’яті представлені простими рефлекторними дугами, що складаються з декількох дуже великих нервових клітин із наочною кількістю контактів, так званими синапсами. Тут завдяки простоті з’єднань було відносно легко вивчити особливості навчання нервових клітин. Кендел довів, що сила контактів між нервовими клітинами була непостійною. Той самий синаптичний контакт міг бути сильнішим чи слабшим залежно від виду застосованого електричного стимулу. Відповідно нервова система складається не із жорстких з’єднань, як старомодна телефонна станція. З’єднання в нервовій системі можна формувати гнучко. У деяких схемах, що утворюються в ході розвитку, закладені вроджені взірці поведінки. Але інші компоненти нервової системи можуть мінятися при навчанні.

Схоже, що таке навчання базується на зміні сили синаптичних контактів. Очевидно, що «науки корені в повторенні», яке посилює з’єднання між нервовими клітинами. Оце і є основою нашої пам’яті. Численні різноманітні речовини-трансмітери, що містяться в нервових клітинах, створюють можливості для різних видів навчання, пригадування і забування. Морський равлик аплізія має як короткострокову пам’ять, так і довгострокову, яка, як і людська, потребує тренування, що перемежовується фазами відпочинку. При короткостроковій пам’яті, яку ми, наприклад, використовуємо, щоб запам’ятати номер телефону із записника, поки не набираємо його, міняється тільки сила наявних синапсів. Тобто відбувається функціональна зміна. Ємність короткострокової пам’яті дуже обмежена, у людини вона складається з не більше ніж дванадцяти елементів, а якщо інформацію не повторити, то вона зберігається тільки декілька хвилин. Для довгострокової пам’яті повинні синтезуватися нові білки, бо між нервовими клітинами утворюються нові з’єднання. Тому тут відбувається структурна зміна. Довгострокову пам’ять можна порівняти із жорстким диском комп’ютера, на якому інформація зберігається тривалий час. Короткострокова пам’ять нагадує оперативну пам’ять або random access memory (RAM), тут інформація змінюється щосекунди залежно від того, які програми активні.

На початковій стадії зберігання в пам’яті можна порушити струсом мозку, кисневим голодуванням під час зупинки серця або електрошком при депресіях. Через це людина не може згадати того, що було безпосередньо перед подією. Таке явище називають ретроградною амнезією. Оскільки з часом інформація може повернутися, то схоже, що відбувається порушення зчитування інформації, а не її запам’ятовування. Через декілька років збережена інформація вже менш вразлива для таких впливів. Зрештою довгострокова пам’ять містить всі знання і досвід індивіда про себе та світ.

Навчання приводить до структурних змін у мозку, як це ще 1894 року встановив Рамон-і-Кахаль (див. цитату вище). Наприклад, та частина мозкової кори, яка керує чотирма пальцями лівої руки, у професійних скрипалів, які вправлялися з раннього дитинства, вп’ятеро більша, ніж у людей, що не грають на струнних інструментах. Коли я спостерігаю, як швидко мої студенти набирають SMS, то розумію, що зона великого пальця у їхній мозковій корі в рази більша за мою.

Кендел розгадав молекулярні процеси, що відбуваються при зміні синаптичної сили і утворенні нових синапсів, створивши таким чином нове поле для досліджень молекулярної нейробіології когнітивності. Він відкрив молекулярні механізми, які є визначальними в тому, що через тренування інформація переміщується із короткострокової у довгострокову пам’ять. Важливу роль у цьому процесі відіграє гіпокамп (рис. 23). Крім того, він довів, що сильне емоційне забарвлення події скорочує шлях і відразу заносить її у довгострокову пам’ять. Вирішальну роль у цьому відіграє амигдала (рис. 23). Також він зміг виявити, на чому базується поширене погіршення здатності запам’ятовувати речі з віком. Кендел заснував фірму «Memory Pharmaceuticals» (ліки для пам’яті); проте досі вона не вивела на ринок ідеальної пігулки для навчання.

Незадовго до присвоєння Нобелівської премії в Амстердамі 78-річному Кенделу вручили пермію Гайнекена в галузі медицини. На обіді було чути той самий заливчастий сміх. Зі Стокгольма, де Кендел отримав Нобелівську премію, він повернувся до Відня, де організував симпозіум про захопливу реакцію Австрії на націонал-соціалізм. Цим він хотів затаврувати колективне заперечення тої ролі, яку його батьківщина відіграла в часи нацизму. Неперевершений дослідник пам’яті, Кендел на свій жах виявив, що австрійські школярі нічого не знають про Гітлера та Голокост. Під час візиту до Відня йому подарували точно таку блакитну машинку, яку вкрали нацисти, коли він був дитиною. У своєму коментарі він підкреслив відносність цього жесту, розповівши про радість, що тоді блакитна машинка залишилась у Відні. «Я потрапив у Сполучені Штати, і там у мене почалося фантастичне життя. Сьогодні я їжджу на “мерседесі”».