Smadzenes ir svēta lieta, ar tām nevar spēlēties

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Nobela prēmijas laureāts Ēriks Kandels par atmiņas molekulām, lsd kaķiem, vēžveidīgo apmācību, Vīne 1938. gadā un Sīrijas bēgļi.

Freids dzīvoja blakus Vīnes kvartālā Berggasse 19, un topošajam Nobela prēmijas laureātam bija visas iespējas viņu satikt ceļā uz skolu. Biogrāfiskā filmā, kas agri vai vēlu tiks filmēta, šī tikšanās noteikti notiks - kaut kur fonā kā obligāta pilsētvides ainavas detaļa noteikti uzplaiksnīs psihoanalīzes tēvs ar atpazīstamu bārdu un cigāru. 1938. gadā, kad nacisti piespieda Freidu atstāt Austriju, Kandelam bija astoņi gadi.

Kandelu tagad ir 87 gadi, un viņš turpina strādāt Kolumbijas universitātē Ņujorkā. Uz sava kabineta sliekšņa viņš parādās tauriņsaitē virs žilbinoši balta krekla – it kā tas notiktu pirmskara Eiropā. "Es tikko lidoju no Vīnes," viņš saka. Un iztēle – automātiski, jo tieši šis laiks un vieta ir veltīta "Sevis izzināšanas laikmetam", pēdējai Kandeļa krievu valodā tulkotajai grāmatai, - paslīd priekšstats par Vīni, kas dežūrēja pirms simts gadiem ar tās Secesiju, Klimts, Vitgenšteins, Gēdels un Vēberns, kur medicīnas profesori bija kaut kas līdzīgs koncerta pianistiem, anatomiskie teātri pārdeva biļetes uz autopsijām, un mākslinieku vidū bija populāra jauna, moderna Freida bezsamaņas teorija.

Gan Freids, gan Kandels visu savu zinātnisko karjeru nodarbojās ar atmiņu - katrs savā veidā. No kā sastāv mūsu psihe? Freidam – no kompleksiem, apspiestām bailēm, apspiestām atmiņām. Kandelam - no prioniem līdzīga CPEB proteīna, nomākta gēnu ekspresija un enzīmu, ko sauc par "proteīnkināzēm", koncentrācijas lēcieni nervu šūnu procesos. 30. gadu un 2010. gadu zinātnē par smadzenēm runā dažādās valodās, taču Kandels brīvi pārvalda abas.

Neirofizioloģija viņu universitātē interesēja galvenokārt tāpēc, ka tā deva viņam iespēju atrisināt psihoanalīzes problēmas. “1957. gadā, kad es sāku strādāt, man bija jāatmet doma, ka mēs varētu atrast vietu smadzenēs tādām funkcijām kā ego. Bet tagad, piemēram, Freida "tas", instinktīvie dziņi, nav tik noslēpums. Mēs zinām, ka hipotalāmam tajā ir svarīga loma. Arī amigdalai ir svarīga loma. Tāpēc mēs sākam pakāpeniski saistīt šīs funkcijas ar noteiktām smadzeņu zonām,”saka Kandels.

36 gadu vecumā viņam bija jāizvēlas - vai nu "tas", vai nervu šūnu fizioloģija. Kandelam tika piedāvāts vadītājs vienā no respektablākajām psihiatrijas nodaļām ASV, kur psihoanalīze bija galvenā metode darbam ar pacientiem, taču Kandels piedāvājumam nepiekrita, lai tā vietā, lai pētītu atmiņu laboratorijas eksperimentos ar dzīvniekiem. Par šiem pētījumiem viņam 2000. gadā tiks piešķirta Nobela prēmija fizioloģijā vai medicīnā.

Kā jūs varat pētīt dzīvnieku atmiņu, ja viņi nevar dalīties atmiņās? Viņi neraksta grāmatas, neiedziļinās bērnības fotogrāfijās, neiedziļinās arhīvos. Ja viņi uz to nav spējīgi, tad, iespējams, par testa priekšmetu ir jāņem vismaz kāds, kurš ir ļoti līdzīgs cilvēkam. Šimpanze? Ziloņi, kuri saskaņā ar populāru angļu bērnu dziesmu “nekad neaizmirst”? Kuru smadzenes var kalpot par labu paraugu mūsējām – ar apspiestajām atmiņām par bērnības traumām un atmiņām par to, kā jābrauc ar riteni?

Kandels modeles lomai izvēlējās negaidītu varoni: gliemju Aplysia californica jeb jūras zaķi, gliemežam līdzīgu būtni, taču tikai pusmetru vai vairāk garu un līdz septiņus kilogramus sverošu. Aplysia vispār nav smadzeņu šī vārda parastajā nozīmē.

Virs Kandela rakstāmgalda karājas melnbalts gliemenes portrets pilnā augumā. Smadzeņu vietā Alysijai ir pieci nervu mezglu pāri ar milzīgām nervu šūnām – kas patiesībā viņai patika Kandela: jo lielāka šūna, jo vieglāk tajā ieskatīties. Nobijies, Alysia izdala krāsainas tintes mākoni. Zinātnei visinteresantākais ir tas, ka saikne starp reakciju un stimulu nav vienreiz un uz visiem laikiem stingri fiksēta - aplysia zina, kā apgūt jaunas lietas. Citiem vārdiem sakot, mīkstmieši bez smadzenēm var iegaumēt. Un, ja paskatās uz viņas nervu šūnu darbu iegaumēšanas procesā, Kandels nolēma 70. gadu vidū, tas palīdzēs saprast, kā cilvēki atceras.

Ja mēs zinām, no kurām molekulārajām daļām tiek saliktas atmiņas, tad teorētiski varam paļauties uz tabletēm aizmāršībai un tabletēm, kas palīdz aizmirst, kā filmā "Nevainojamā prāta mūžīgā saulīte", kur viņi dodas pie neirofiziologa, lai ārstētos. nelaimīga mīlestība. Par šo perspektīvu nepārtraukti runā un raksta, taču Kandelam, atklāti sakot, nepatīk šāds viņa darba jautājuma formulējums.

Mani neinteresē tabletes. Kāpēc vispār jāiejaucas smadzenēs? Kāpēc ne tikai izpratne, bez iejaukšanās? Jums rūp prāta kontrole, un man rūp apziņa. Es vēlos saprast, kā atmiņa darbojas visos līmeņos, un saprast, no kurienes rodas radošums.

* * *

Asins šūnas, kā norāda populārzinātniskais žurnāls New Scientist, pilnībā atjaunojas 150 dienās: neviena no sarkanajām asins šūnām, kas pirms gada ceļoja pa mūsu vēnām, vairs nepastāv. Ādas šūnas dzīves ilgums ir divas nedēļas. Pat kaulu šūnas dzīvo tikai 10 gadus. Mūsu ķermeņa audi ir īslaicīga lieta: tie ir iekļauti pastāvīgas apstrādes ciklā. Ja ķermenis izmisīgā tempā sagremo pats savas asinis, ādu un kaulus, tad kāds biomateriāls spēj nest sīkas atmiņas no pirms 80 gadiem?

Savā grāmatā "Atmiņu meklējot" Kandels sīki apraksta, kā 1938. gada novembrī viņu dzīvoklī ieradās nacistu policija un lika iztīrīt telpas - uz nenoteiktu laiku ievākties citā ebreju ģimenē. Nākamajās lappusēs ir minētas pastmarkas, kuras brālim izdevās paņemt līdzi, un pārsējs ūsu formas saglabāšanai - ģimenes galva, kas tās pajumte izmantoja, ejot gulēt, un postījumi mājā, kas. viņi atrada, kad atgriezās.

Ja tas viss būtu ierakstīts filmā, no 1938. gada tai būtu bijis laiks izžūt un saplaisāt. Bet kaut kur galvā noslēpumainas ātri bojājošās organiskās molekulas šo informāciju glabā labāk nekā filma.

Gliemju aplīzija deva iespēju šim jautājumam pieiet vismaz no tālienes. Kandels sāka ar īstermiņa atmiņas pārbaudi, kurā dzīvo pēdējo sekunžu iespaidi. Sekunde jau ir ļoti ilgs laiks pēc nervu šūnas standartiem, kam šajā laikā ir laiks daudz simtiem reižu uzlādēties ar elektrību un izšaut elektrisko impulsu uz kaimiņiem. No kurienes šīs elektriskās vētras vidū nāk tūkstoš reižu lēnāki procesi? Bija vajadzīgi vairāk nekā piecpadsmit gadi, lai aprakstītu cēloņsakarības.

Pirmais ir palīgneirons, kas darbojas kā sava veida elektriskās kanonādes skaļuma poga. Tuvākais šī “skaļuma” kvalitatīvais analogs mīkstmiešiem ir stress cilvēkiem, kas notrulina emocionālās reakcijas. Ko nozīmē “pagriezt rokturi”? Izolēt neirotransmitera serotonīna molekulas, kas kā atslēga slēdzenē atrodas receptoros, kas tos gaida uz mērķa šūnas virsmas un ietekmē procesus tajā. Kādi ir šie procesi? Īpašu molekulu sintēze, ko sauc par "ciklisko AMP", kas šūnā dzīvo daudz ilgāk nekā elektriskie impulsi. Sintēzes ātrumu kontrolē fermenti, enzīmu darbu regulē gēni, gēnu darbība ir atkarīga no gēnu regulējošā tīkla – un tā tālāk: cēloņu un seku ķēde ir gara.

Lai precizētu detaļas, bija nepieciešams izoperēt zelta zivtiņu un secināt - to jau ir izdarījuši citi zinātnieki - mutantu mušu ģenētisko līniju ar oficiālo nosaukumu "dunce" (dunce): viņi nespēja atcerēties, pēc kā tas smaržo. pirms viņi tika ievainoti. Un, lai noskaidrotu, kā serotonīns, tā pati “skaļuma kontrole”, saistās redzes garozā, Kandels deva LSD kaķiem: viņš sāka strādāt ar šo vielu 1955. gadā, pirms pirmie hipiji to izmēģināja.

Kā ar cilvēku pieredzi? Tas pats LSD, lai gan pētniekiem to bija aizliegts lietot jau 1960. gados, 2000. gados kopā ar meskalīnu un psilocibīnu atgriezās laboratorijā, kur veseli brīvprātīgie tos paņēma zinātnieku uzraudzībā. Un tad, un tagad Kandelis ir kategoriski pret: “Cilvēka smadzenes ir svēta lieta. Jūs nevarat spēlēt ar viņu."

* * *

Kad grāmata "Atmiņas meklējumos" pirmo reizi tika publicēta 2006. gadā angļu valodā, Kandels rakstīja, ka pat mūsu smadzeņu visparastākās darbības, piemēram, seju un objektu atpazīšana, ir neiedomājamas skaitļošanas sarežģītības uzdevumi: datori. Kopš tā laika kaut kas ir mainījies: 2012. gadā Toronto Universitātes maģistrants Alekss Križevskis nāca klajā ar neironu tīklu, kas ar rekordzemu kļūdu līmeni spēja ImageNet konkursā klasificēt 1,3 miljonus attēlu uz tūkstoš klasēm.. Jo īpaši bija nepieciešams atšķirt gekonus no iguānām un Jorkšīras terjerus no Norfolkas - un pati datorprogramma bez skaidriem norādījumiem iemācījās atrast smalkas atšķirības starp ķirzaku sugām un suņu šķirnēm.

Šī neironu tīkla sarežģītās versijas līdz 2014. gadam sāka atrisināt attēlu atpazīšanas problēmu labāk nekā cilvēks. "Viņi ar to lieliski pastrādā," Kandels pamāj ar galvu: tagad ar kaut ko jaunu vajag ilustrēt dzīvu smadzeņu pārākumu pār visu pārējo. Kur mākslīgais intelekts joprojām ir zemāks par dabisko intelektu - un kas šim pēdējam jādara, lai pārspētu smadzenes?

"Domājiet radoši," saka Kandels. Neironu tīkli jau prot sacerēt Ļetova dzejoļiem līdzīgus tekstus un pārzīmēt fotogrāfijas Van Goga stilā, taču tas viss, pēc Kandela domām, nav viens un tas pats: "Imitācija ir viena lieta, jaunu stilu izdomāšana ir cita."

Vismazāk Nobela prēmijas laureātu var turēt aizdomās par neticību šādai iespējai. Viņa grāmata "Apgaismošanas laikmets" ir par to, kā mākslinieka darbā saskatīt specifiskas smadzeņu ietekmēšanas metodes, spēju īstajā brīdī pavilkt pareizo empātijas mehānismu sviru. Kandels ir kolekcionārs un liels Vīnes jūgendstila cienītājs, tāpēc viņa grāmatas galvenie varoņi, argumentācija par radošuma būtību, ko viņš attiecina uz visiem māksliniekiem kopumā, ir Klimts, Šīle un Kokoška.

Kokoškas gleznas "iedarbojas uz amigdalu kā elektriskās strāvas trieciens". Mezglu līnijas viņa gleznās atkārto skatiena kustības, kuras ieskicēts padomju psihofiziologs Alfrēds Jarbuss (viņš uz acs āboliem piestiprināja cieši pieguļošas kontaktlēcas, kas savienotas ar kustību reģistratoru). Un ekspresionisma portretu leņķi un izkropļojumi ir signāli, kurus lieliski nolasa daudzas smadzeņu sejas atpazīšanas zonas.

Reālisms ar savu tiekšanos pēc iespējas burtiski reproducēt trīsdimensiju pasaules ģeometriju šajā ziņā nav labākais veids, kā piespiest mūsu smadzenes ieslēgt empātiju. Ar fotogrāfisku precizitāti nav jēgas pārzīmēt cilvēku centimetru pa centimetram, ja smadzenēs ir pilnīgi nesamērīgas zonas, kas ir atbildīgas par seju, roku un pārējā ķermeņa uztveri.

Kas notiks, ja klasisko glezniecību atstāsim vēl tālāk? Šķiet, ka Kandels pēc 50. gadiem ir skeptiski noskaņots pret mākslu: piemēram, akcionisms – pat vīnietis, lai cik sirsnīgi viņš Vīnē justos – atstāj viņu vienaldzīgu. Ko neirofizioloģija saka par tādām emocijām kā riebums vai bailes, ar kurām strādā Marina Abramoviča un Valli Eksports,veicot eksperimentus ar savu ķermeni? "Tas mani neinteresē," viņš īsi saka un maina tēmu.

* * *

Kādus politiskos jautājumus varai vispirms vajadzētu apspriest ar zinātniekiem? Migranti, Kandels uzreiz atbild. "Tramps ir aizliedzis cilvēkiem no dažādām valstīm ieceļot, un man tas šķiet ļoti bīstami," viņš atgādina prezidenta dekrētu, ar kuru janvārī Irānas, Irākas, Sīrijas, Jemenas, Lībijas, Somālijas un Sudānas pilsoņiem nebija iespējams iekļūt Apvienotajā Karalistē. valstis. Aizliegums, ko tiesa vēlāk atcēla, bija beznosacījuma - pat tie, kuriem ir ģimene Amerikā, līgums ar Microsoft vai Ivy League universitātes nodaļa bija vai gatavojās izvietot uz robežas.

Ko zinātne varētu teikt uz to? Kandels saka: "Es jums sniegšu personīgu piemēru." Nobela prēmijas laureāts - migrants un migranta dēls. Viņa ģimenei Vīne bija jāpamet gandrīz vienlaikus ar Freidu. Taču vispirms tēvs Kandels kopā ar citiem Vīnes ebrejiem bija spiests ar zobu birstēm noberzt no ietves anti-anšlusa saukļus. Tad viņi atņēma un nodeva tēva rotaļlietu veikalu jaunajam āriešu īpašniekam. Tad pašu Kandeli izslēdza no skolas, kurā mācījās ar neebreju bērniem, un pārcēla uz jaunu, tikai ebrejiem domātu, pilsētas nomalē.

"Es, amerikāņu slavenība, un es esmu migrants" ir populārs arguments: kad žurnālisti atrada Google līdzdibinātāju Sergeju Brinu starp protestētājiem pret Trampa lēmumu janvārī, viņš argumentēja tāpat. Bet, ja Brīns no PSRS ieradās Amerikā 1979. gadā kā matemātikas profesora dēls, tad Kandeļu ģimene 1939. gadā pēc visiem formālajiem kritērijiem neietilpa atplestām rokām gaidīto imigrantu kategorijā. Viņa tēvs ir dzimis mazā Ukrainas pilsētiņā netālu no Ļvovas, un viņam bija nepabeigta izglītība. Un pats Kandels, ierodoties Amerikā, tika nosūtīts uz reliģisko skolu - mācīties ebreju un Toru.

Tuvākais šīs situācijas analogs šobrīd ir astoņus gadus vecs arābu zēns, neizglītota strādnieka dēls no Sīrijas, kurš uzreiz pēc pārcelšanās dodas mācīties uz medresu. No Eiropas vai Amerikas labējo viedokļa šis ir ideāls piemērs kādam, kuru nekādā gadījumā nedrīkst ielaist Rietumos.

Kandels ir pārliecināts, ka viņa gadījums ir vairāk likums nekā izņēmums. Kad cilvēki saka par amerikāņu zinātni, ka tas ir Eiropas imigrantu darbs, viņi parasti iztēlojas tādas slavenības kā Einšteins vai Fermi, kas jau ir notikušas Eiropā. Taču viņu bija tikai daži: “Lielākā daļa imigrantu zinātnieku ieradās šeit ne tāpēc, ka valdība cerēja uz viņu turpmāko ieguldījumu zinātnē. Daudzi no viņiem bija ļoti jauni un glāba savas dzīvības: ja viņi, ebreji, būtu palikuši Eiropā, viņi būtu vienkārši nogalināti. Īpaši tas attiecas uz Vāciju un Austriju. Bet viņi izmantoja Amerikas Savienotās Valstis un uzauga šajā brīnišķīgajā vidē. Un viņi sasniedza visu, ko gribēja."