Послесловие
О забывчивых мышках и беспамятной науке
Читатель вправе спросить: ну хорошо, все это, может быть, и интересно, но зачем нам сегодня вникать в давние гипотезы и дискуссии? История все расставила по своим местам, прозрения ученых прошлого стали сегодня прописными истинами, а их заблуждения покоятся вместе с ними. Зачем сегодня ворошить прошлое? Не лучше ли было рассказать побольше о сегодняшнем дне науки? О том, как ученые, вооруженные самыми изощренными методами и самыми современными представлениями, раскрывают глубочайшие тайны поведения, к которым величайшие умы прошлого не знали даже, как подступиться?
Ну что ж, давайте расскажем хотя бы об одном таком исследовании. Вот, например…
В 2014 году в одном из самых престижных научных журналов мира – Science – была опубликована статья большой японо-канадской группы исследователей, занимавшихся изучением нейронных механизмов памяти – точнее, забывания – у мышей. Грызунов сажали в специальную клетку с решетчатым полом, на который время от времени подавался чувствительный электрический разряд. Через некоторое время у мышей, естественно, выработался условный рефлекс: они замирали (это обычное для мышей поведение при испуге) уже при одном попадании в «электрическую» клетку, не дожидаясь тока. Дальше экспериментаторы следили за динамикой угасания этого навыка, день за днем помещая «обученных» зверьков в страшную клетку, но не включая ток.
Оказалось, что у 17-дневных мышей-подростков реакция испуга при отмене подкрепления быстро начинала слабеть и к концу второй недели практически исчезала, в то время как взрослые мыши исправно замирали в экспериментальной клетке и через месяц после того, как их там последний раз били током. Далее исследователи при помощи ряда дополнительных экспериментов убедительно показали, что это различие связано с разной интенсивностью образования в мозгу новых нейронов (неонейрогенеза) у юных и взрослых мышей (понятно, что у первых новые нейроны возникают в гораздо большем числе). Фармакологическое подавление созревания нейронов заставляло молодых зверьков помнить неприятный опыт гораздо дольше. Зато у взрослых искусственная стимуляция нейрогенеза (как специальным препаратом, так и посредством регулярного бега в колесе) вела к более быстрому угасанию реакции замирания. Это и позволило авторам сделать вывод, что неонейрогенез стимулирует стирание из памяти ранее зафиксированной информации. А поскольку неонейрогенез уже сравнительно давно рассматривается в нейрофизиологии как один из ключевых процессов в механизме запоминания, то получается, что запоминание и забывание – две стороны одного и того же явления. Ну и так далее.
Честно говоря, читая эту работу, не знаешь, смеяться или плакать. В главе 5 мы говорили о том, что в 1903–1906 годах Иван Павлов и его сотрудники установили основные закономерности условно-рефлекторной деятельности. В частности, они показали, что выработанный условный рефлекс сам по себе не исчезает, но может быть угашен многократным предъявлением условного раздражителя без подкрепления. В то время, как мы помним, Павлов работал только на «слюноотделительной» модели, но позже эффект угасания был подтвержден и для моторных навыков, и объяснить, о чем идет речь, легче на них. Допустим, мы выучили собаку поднимать лапу, скажем, на звук метронома. Потом мы много раз включали метроном, а еды не давали, и после ряда таких «обманов» собака перестала реагировать на характерный звук. Но если ее несколько дней не трогать, а потом снова привести в экспериментальную комнату и включить метроном, скорее всего, она снова поднимет лапу. Это ясно показывает (и Павлов прямо об этом пишет), что в ходе угашения рефлекса собака не «забыла» сигнальное значение звука метронома, а научилась на него не реагировать. Произошло не «стирание» старого навыка, а формирование нового, состоящего в активном блокировании («торможении» в павловской терминологии) старого. Сама же однажды созданная связь между условным и безусловным стимулами остается вполне сохранной – и, вероятно, сохранится до конца дней животного.
Но ведь процедура современного эксперимента с мышами точно соответствует павловскому описанию ситуации угашения условного рефлекса: многократное предъявление условного стимула («электрической» клетки) без подкрепления (тока)! Так что угасание реакции испуга у подопытных мышей – никакое не «забывание прежнего опыта», а активное запоминание нового. И то, что в этом обучении какую-то важную роль играет неонейрогенез, – факт вполне естественный, но, увы, для 2014 года довольно тривиальный. Ради очередного его подтверждения вряд ли стоило городить огород.
Конечно, за прошедший со времен работ Павлова век с лишним наши представления о поведении животных сильно изменились (см. главу 5 – да и все последующие главы), сегодня не принято описывать поведение – даже такое простое, как замирание при испуге – в категориях «рефлексов». Но факты и эмпирические закономерности, открытые Павловым и его школой, никуда не делись – как бы мы их ни трактовали и в каких бы терминах и понятиях ни описывали.
К тому же представление о том, что исчезновение поведенческой реакции на тот или иной стимул совершенно не означает исчезновения памяти о нем в мозгу животного, получило позже красивое подтверждение на совсем другой форме поведения. Спустя полвека после вышеупомянутых работ Павлова, во второй половине 1950-х, другой советский ученый, психофизиолог Евгений Соколов исследовал механизм привыкания – явления давно известного, но довольно загадочного с точки зрения тогдашних представлений о работе мозга. Речь идет вот о чем. Если предъявить животному или человеку внезапный и достаточно сильный нейтральный стимул (вспыхнувшую лампочку, звонок, гудок и т. д.), это вызовет характерную и довольно универсальную поведенческую реакцию: животное прерывает свое текущее поведение (еду, чистку, игру и т. д.), поднимает голову и поворачивает ее в сторону сигнала, настораживает уши. Еще характернее изменения, которые можно наблюдать в этот момент на электроэнцефалограмме: все «правильные», ритмические колебания мгновенно пропадают, уступая место низкоамплитудной активности неправильной формы. (Павлов называл эту реакцию «рефлексом „что такое?“, позднее в русской научной литературе за ней закрепилось название „ориентировочная реакция“, а в англоязычной – arousal reaction».) Если такой сигнал повторяется много раз и за ним не следует ничего значимого, животное перестает обращать на него какое-либо внимание – очередные предъявления стимула никак не отражаются ни в поведении, ни в ЭЭГ
[132].
