Когда вы переживаете какой-либо опыт, определенные части вашего мозга загораются, то есть активизируются, когда через них проходят небольшие электрические или биохимические заряды. Затем те же самые нейроны остаются ответственными за конкретные составляющие воспоминания об этом событии. Например, в формировании воспоминания об одном и том же событии могут принимать участие нейроны в зрительной коре, ответственные за хранение информации о том, что вы видели, нейроны в слуховой коре, сохраняющие данные о том, что вы слышали, и пара клеток в соматосенсорной коре, которые запоминают, что вы чувствовали. Таким образом, перед мозгом встает скорее задача по поиску связей между нейронами, которые вы активизировали при переживании запоминаемого опыта, чем по назначению новых нейронов, удобно собранных в одном месте для хранения целостного воспоминания. Это означает, что для изучения сложных воспоминаний нам необходимо изучить эти нейронные сети.
Гаэтан де Лавильон, ученый из Высшей школы промышленной физики и химии в Париже, и его коллеги придумали необычный подход к изучению этих сетей. Они захотели выяснить, возможно ли изменить нейронные связи в живом мозге, воздействуя на протеиновые структуры, лежащие в основе наших воспоминаний. В материалах, опубликованных в 2015 г.
[62] в нейробиологическом научном журнале Nature Neuroscience, они описывают эксперимент, в ходе которого создавали воспоминания ранее неизвестными способами.
Для проведения эксперимента они вскрыли черепные коробки мышей и очень аккуратно подсоединили электрические провода к индивидуальным клеткам в центрах удовольствия и нескольких других частях мозга. Они хотели установить связь между так называемыми пространственными нейронами, также известными как нейроны решетки, нейроны места и т. д., и чувством удовольствия. В 2014 г. нейробиолог Джон О’Киф
[63] из Университетского колледжа Лондона получил Нобелевскую премию за открытие нейронов места, которые действуют как внутренний GPS-навигатор и позволяют нам ориентироваться в пространстве, сохраняя только этот вид информации.
Гаэтан де Лавильон и его коллеги оставили проводки подсоединенными к мозгу мышей, пока те исследовали свое окружение, и отметили, какие клетки активизировались, когда мышь находилась в том или ином месте. Выделив эти конкретные клетки, сохраняющие информацию о местоположении, ученые начали за ними наблюдать. После, когда мыши уснули, исследователи ожидали увидеть, как те или иные клетки места спонтанно активизируются в мозге спящего животного. Заметив, что мышь видит сон об определенной локации, ученые посылали электрический разряд в центр удовольствия. Таким образом они создавали искусственное воспоминание, соединяя клетки места, хранящие информацию об определенном местоположении, с позитивными эмоциями.
Поведение мышей подтвердило успешность этой процедуры. Проснувшись, мыши стали проводить больше времени на том месте, которое ассоциировалось у них с приятными эмоциями, чем где бы то ни было еще, несмотря на то что ничего приятного там, в сущности, не происходило. На основе этого исследователи сделали вывод, что им удалось внушить мышам ложное воспоминание, посредством воздействия на физические структуры в их мозге.
Стив Рамирез и ныне покойный Сюй Лю совместно с коллегами из Массачусетского технологического института проводили похожие эксперименты, чтобы выяснить, удастся ли им создать искусственные связи между фрагментами воспоминаний, если направить в мозг мышей лазерные лучи. В исследовании, опубликованном в 2013 г. в американском научном журнале Science
[64], они пишут: «Нам удалось внушить мышам ложное воспоминание, используя оптогенетику для воздействия на клетки гиппокампа, несущие соответствующие энграммы». Оптогенетика – это область науки, изучающая, как при помощи света можно контролировать нейроны, обладающие генетической светочувствительностью. Для этого к нейронам, когда они активизируются, прикрепляется светочувствительный протеин под названием канальный родопсин-2. К примеру, можно заставить мышь запомнить определенное местоположение, а затем прикрепить протеин к конкретным клеткам, отвечающим за это воспоминание. Теперь эти клетки можно включать и выключать, используя голубой свет. Все равно что прикрепить к нейронам выключатель.
Рамирез и его коллеги обнаружили, что, активизируя небольшое количество конкретных нейронов в мозге мышей, можно активировать определенные воспоминания. Им удалось спровоцировать ошибки в памяти животных, объединив старые воспоминания с новыми ситуациями, то есть создать ложные воспоминания. Мыши, которые до этого научились ассоциировать страх боли с одним окружением, из-за ложных воспоминаний испытывали этот страх и в других обстоятельствах. Они стали ошибочно ассоциировать боль с окружением, которое на самом деле ничем им не угрожало, то есть произошло противоположное тому, что случилось во время эксперимента со спящими мышами, которых заставляли ассоциировать определенное место с чувством удовольствия.
Исследователи воздействовали на конкретные нейроны, а именно – на клетки части мозга, которая называется гиппокамп. Термин происходит от греческого слова, обозначавшего мифическую морскую лошадь. Орган носит такое название, потому что немного напоминает ее по форме. Гиппокамп расположен почти в самой середине мозга и отвечает за способность ориентироваться в пространстве, а также за формирование долговременных воспоминаний. Замечу, что меня сильно раздражает, когда люди говорят, что воспоминания хранятся непосредственно в гиппокампе, так как это чрезвычайно грубое и неоправданное упрощение – как мы уже убедились, воспоминания хранятся в виде сетей нейронов, разбросанных по всему мозгу.
Гиппокамп скорее выполняет роль посредника. По словам нейробиолога Дина Бернетта
[65], «информация поступает в гиппокамп – орган, ответственный за формирование новых воспоминаний, и одну из немногих частей мозга, где регулярно образуются новые нейроны. Гиппокамп объединяет всю значимую информацию в единое целое и кодирует как новое воспоминание, создавая новые синапсы. Похоже, будто кто-то в реальном времени плетет огромный гобелен из множества нитей».
Использование оптогенетики для контроля над тем, как гиппокамп создает новые воспоминания, напоминает о сюжетах «Матрицы» или триллера «Вспомнить все», где при помощи технологий в головы людей внедряются полноценные ложные воспоминания. До этого мы еще не дошли, но прогресс в области технологий, которые можно использовать для воздействия на мозг, движется широкими шагами. Оптогенетика лишь в 2010 г. превратилась из научной фантастики в научный факт.
