Терренс Сейновски

Терренс Сейновски – специалист по вычислительной нейробиологии, исследователь Медицинского института Говарда Хьюза. Сотрудник Института биологических исследований Солка и Университета Калифорнии в Сан-Диего, где исследует принципы взаимосвязи между механизмами мозга и поведением. Автор книги «Вычисляющий мозг» (в соавторстве с Патрисией Черчленд).

Как мы помним прошлое?

На этот вопрос можно ответить по-разному, в зависимости от того, кто вы – художник, историк или ученый. Как ученый я хочу знать, какие механизмы отвечают за хранение воспоминаний, и в каких частях мозга они хранятся. Нейрофизиологи добились невероятного прогресса в исследовании нейронных механизмов научения. А я верю (но пока не могу доказать), что в поисках места, где находится долговременная память, все мы смотрим не туда, куда надо.

Меня поражает моя способность помнить детство, хотя почти все мое тело сегодня состоит из других молекул, чем в детстве, – в частности, молекулы моего мозга непрерывно заменяются новыми. Несмотря на этот кругооборот молекул, я во всех подробностях помню места, где жил 50 лет назад – я никогда не вызывал в памяти этих воспоминаний, но их легко проверить.

Если молекулы клеток мозга все время меняются, то почему мои воспоминания сохраняются в течение 50 лет? Мне кажется, что субстрат долгосрочной памяти находится не в клетках, а вовне, во внеклеточном пространстве. Это пространство – не пустое. Оно наполнено плотным веществом, связывающим клетки и помогающим им поддерживать форму. Подобно рубцовой ткани, это вещество с трудом рассасывается и меняется очень медленно, если вообще меняется. (Это объясняет, почему шрамы на теле сохраняются десятилетиями, хотя клетки кожи все время обновляются.)

Моя догадка основана на серии классических экспериментов, связанных с соединениями между двигательными нейронами и мышечными клетками. При активации этих нервно-мышечных соединений мышца сокращается. Если нерв, активирующий мышцу, поврежден, нервная ткань перерастает в соединение и формирует особые нервные окончания. Это происходит даже в том случае, если мышечные клетки также повреждены. В этом случае «память» о контакте хранится во внеклеточном веществе нервно-мышечного соединения – базальной оболочке. Возможно, внеклеточное вещество синапсов мозга также обладает подобными свойствами и вполне может поддерживать целостность связей, несмотря на появление и исчезновение молекул внутри нейронов.

Как можно доказать, что внеклеточное вещество отвечает за долгосрочную память? Моя теория предполагает, что, если внеклеточное вещество будет разрушено, воспоминания исчезнут. Такой эксперимент можно провести с помощью энзимов, избирательно разрушающих компоненты внеклеточного вещества, «выбивая» одну или больше ключевых молекул посредством молекулярных генетических техник. Если я прав, то все мои воспоминания – делающие меня уникальной личностью – хранятся в мозговом экзоскелете. Внутриклеточная механика хранит воспоминания лишь временно и решает, какие из них стоит поместить в более надежное внеклеточное хранилище. Возможно, это происходит, когда мы спим. Возможно, когда-нибудь мы сможем добраться до этого экзоскелета памяти и увидеть, на что похожи наши воспоминания.

Джон Хорган

Джон Хорган – независимый журналист и писатель, пишет о науке. Автор нескольких книг, в том числе «Конец науки» и «Рациональный мистицизм: послания с границы между наукой и духовностью».

Я верю, что нейробиологи никогда до конца не расшифруют нейронный код, тайный язык мозга, и поэтому никогда не смогут читать мысли других людей без их согласия.

Нейронный код – это программное обеспечение, алгоритм или набор правил, с помощью которых мозг превращает «сырые» сенсорные данные в звуки, образы, воспоминания, решения, смысл. Полная расшифровка нейронного кода в принципе позволила бы ученым с совершенной точностью отслеживать деятельность разума и манипулировать им. Например, прозондировать мозг подозреваемого в террористической деятельности на предмет воспоминаний о прошлых атаках или планов будущих операций. Проблема в том, что, хотя мозг всегда действует в соответствии с определенными общими принципами, нейронный код отдельного человека уникален, сформирован его индивидуальной личной историей.

Нейронная модель, лежащая в основе моего представления о Джордже Буше, аэропорте Хитроу или ракете «земля – воздух», отличается от вашей. Единственный способ узнать, каким образом мой мозг расшифровывает подобную информацию, – отслеживать его активность. В идеале, это можно сделать с помощью тысяч или даже миллионов имплантированных электродов, способных обнаружить вибрации отдельных нейронов – в то время как я со всей возможной точностью рассказываю вам, о чем думаю. Но данные, которые можно собрать, исследуя мой мозг, ничего не дадут для интерпретации сигналов мозга другого человека. Хорошо это или плохо, но наши мысли всегда останутся до определенной степени скрытыми от Большого Брата.

Арнольд Трехуб

Арнольд Трехуб – адъюнкт-профессор психологии Массачусетского университета, Амхерст; директор лаборатории, ведущей исследования в сферах психологии и нейробиологии, автор книги «Когнитивный мозг».

Я предложил закон сознательного содержания, который гласит, что для любого опыта, мысли, вопроса или решения существует аналог в биологической и физиологической структуре мозга. Я также предположил, что вследствие этого закона традиционные попытки понять сознание с помощью поиска его нейронных коррелятов (это касается и теоретических, и эмпирических исследований) недостаточны для того, чтобы по-настоящему понять содержание сознания. Поэтому я предложил новый подход: исследовать события в мозге, сходные с нашим реальным опытом, а именно – нейронные аналоги содержания сознания. В поддержку этого подхода я представил теоретическую модель, которая не просто демонстрирует точные корреляции между состояниями сознания и нейронными событиями в мозге. Она объясняет, как возникают нейронные аналоги реального опыта, и доказывает, что важнейшие когнитивные задачи решаются с помощью определенной структуры и динамики предполагаемых нейронных механизмов и систем мозга.

Большое количество экспериментальных, клинических данных и отчетов о наблюдениях можно объяснить в рамках моей теоретической модели. Кроме того, эта модель с точностью предсказывает множество классических иллюзий и аномалий восприятия. Поэтому я верю, что нейронные механизмы и системы, о которых я говорю, предлагают правдоподобное объяснение для многих важных аспектов человеческого познания и реального опыта. Но я не могу всего этого доказать. Конечно, конкурирующие теории, связанные с мозгом, познанием и сознанием, тоже доказать нельзя. Я думаю, лучшее, что мы можем сделать, – это искать доказательства.