Венди Сузуки - Странная девочка, которая влюбилась в мозг. Как знание нейробиологии помогает стать привлекательнее, счастливее и лучше
Что же я узнала в результате проделанной работы? Оказалось, что области коры, которые я исследовала (они известны как околоносовая и парагиппокампальная кора и находятся в срединной височной доле), не только обеспечивают активный поток входных сигналов в гиппокамп через его главную входную структуру, известную как энторинальная кора. Мои исследования также показали, что эти области коры представляют собой крупный мозговой «интерфейс», или «портал» – он получает сигналы от большого числа областей мозга, обеспечивающих всевозможные сенсорные функции. Получает он сигналы и от других «высокоуровневых» областей мозга, участвующих в обеспечении внимания и познания. Я установила, что эти области – не просто часть зрительной коры, как считалось раньше, а высокоуровневый информационный центр мозга. Пользуясь относительно «старомодными» исследовательскими подходами, я сумела получить новую информацию о том, почему эти области могут оказаться такими важными для памяти. Все дело – в их связях.
Но описания связей конкретной области мозга недостаточно, чтобы определить ее функции. Я продолжала работу, пытаясь показать: поражение мозга, локализованное в этих областях коры, вызывает у животных серьезнейшие нарушения памяти, сравнимые по масштабам с нарушениями у Г. М. Это было поистине шокирующее открытие. Дело в том, что до того момента все внимание ученых, занимавшихся исследованием памяти, было сосредоточено на гиппокампе и мозжечковой миндалине. Новые же исследования показали, что нейробиология с самого начала игнорировала «ключевого игрока» – области коры, окружающие гиппокамп и мозжечковую миндалину. Стало также ясно, что этого недостаточно. Тот факт, что отдельные области коры играют важную роль в обеспечении памяти, не означал, что Лэшли был прав. Этот ученый предполагал, что память возникает в результате сложного взаимодействия областей коры, разбросанных по всему мозгу, но ни одна из этих областей не может в одиночку поддерживать память. Мои же результаты показали: можно определить, какие взаимосвязанные области способны формировать новые долговременные воспоминания – это гиппокамп и непосредственно прилегающие к нему области коры. Хотя Лэшли ошибался в локализации областей мозга, отвечающих за формирование новых воспоминаний, его идея о крупной сети из многих областей мозга оказалась пророческой. Оказалось, что долговременные воспоминания могут храниться в тех же корковых сетях, где происходит первичная обработка поступающей информации.
Мои исследования в годы магистратуры помогли распознать две «новые» области мозга и показали, насколько они важны для обеспечения долговременной памяти. Кроме того, благодаря моим результатам обнаружилась еще одна область мозга, расположенная между околоносовой и парагиппокампальной областями коры и гиппокампом. Эта область известна как энторинальная кора. Исследования показывают, что она также играет значительную роль в «системе» областей мозга, необходимых для декларативной памяти. В самом деле, недавно Нобелевскую премию по медицине получили двое коллег из Норвегии: они сумели охарактеризовать основную функцию энторинальной коры в обработке пространственной информации.
Наша университетская исследовательская команда (и я в том числе) предположила, что серьезное нарушение функции памяти у пациента Г. М. должно объясняться повреждением как гиппокампа, так и окружающих его корковых областей. И точно, стоило мне завершить исследование и написать диссертацию, как появился снимок мозга Г. М. – это впервые позволило ученым увидеть своими глазами истинные масштабы поражения его мозга. Историческое МРТ-исследование (метод, позволяющий увидеть структуру живого мозга и визуально различить белое вещество – аксоны от серого вещества – клеток) подтвердило, что у Г. М. действительно поражены не только гиппокамп и мозжечковая миндалина, но и окружающие их корковые области. Это сканирование подтвердило все результаты работы, что я проделала для диссертации. Кстати, та диссертация принесла мне не только ученую степень доктора наук, но и престижную премию Линдсли, которую Общество нейробиологии присуждает за лучшую докторскую диссертацию в области бихевиоральной нейробиологии.
В жизни я никогда не встречалась с пациентом Г. М. Но я очень много думала о его мозге и о том, что он способен и не способен запоминать. Поэтому мне часто казалось, что я хорошо его знаю. Никогда не забуду, как открыла утром 4 декабря 2008 года The New York Times и увидела на первой полосе его некролог. Я впервые увидела настоящее имя человека, которого изучала в течение двадцати лет как Г. М., и это потрясло меня. Генри Молисон. Вероятно, это имя много лет было самым охраняемым секретом нейробиологии: его открыли только после смерти пациента. Ощущение было такое, будто в день смерти близкого друга я узнала что-то очень личное о нем. Тогда, 4 декабря 2008 года, я читала большую лекцию на тему памяти. Я поделилась печальной новостью с аудиторией и даже, кажется, немного расчувствовалась. Должно быть, я показалась слушателям странной, но ничего не могла с собой поделать. Генри Молисон, пациент Г. М., пожертвовал многим в жизни ради того, чтобы мы лучше поняли механизм памяти. За много лет, прошедших с момента операции, он не запомнил ни одного Рождества и дня рождения, у него не могло быть глубоких отношений, он не в состоянии был строить планы на будущее. В день операции он утратил драгоценнейший дар, но его несчастье странным образом обогатило наши представления о мозге и памяти. Я всегда буду помнить его жертву.
МРТМРТ (магнитно-резонансная томография) – мощный и широко применяемый инструмент сканирования мозга. При помощи сильных магнитных полей и радиоволн он формирует изображения органов тела, включая и мозг. Этот прием называется «структурной» визуализацией. Он широко используется для того, чтобы иметь наглядное представление о макроструктуре мозга, включая границу между так называемым серым веществом (телами клеток) и белым веществом (аксональными связями) мозга.
Движемся дальше. Изучение памяти в Национальном институте здоровья и создание собственной лаборатории
В Университете Калифорнии в Сан-Диего я шесть лет изучала нейроанатомию и поведенческие подходы к исследованию связей между ключевыми областями мозга в медиальной височной доле. Изучала я и результаты поражения этих областей. Безусловно, мои исследования были очень важными. Но все же это было далеко не то же самое, что наблюдать своими глазами процессы, происходившие в мозгу при формировании новых воспоминаний. Именно этим мне хотелось заниматься дальше: освоить новые подходы и фиксировать схемы электрической активности клеток мозга животных в тот момент, когда они выполняют задания на запоминание. Мне хотелось смотреть на клетки и видеть, что происходит в гиппокампе, когда животное узнает или осваивает что-то новое. Для этого я устроилась работать научным сотрудником в лабораторию Роберта Дезимона в Национальном институте здоровья.
Эта лаборатория входила в состав более крупной лаборатории Морта Мишкина, того самого нейробиолога, который опубликовал в свое время данные о результатах поражения гиппокампа и мозжечковой миндалины у обезьян и о котором я впервые услышала во Франции. Работая в Национальном институте здоровья следующие четыре с половиной года, я училась регистрировать активность отдельных клеток мозга животных и небольших групп таких клеток в процессе выполнения заданий на запоминание. Такой подход называется поведенческой нейропсихологией. Это мощный инструмент, поскольку вы можете наблюдать, как электрическая активность мозга соотносится с поведением животного. Кроме того, он позволяет вам понять, как конкретные клетки мозга отзываются на то или иное поведенческое задание. Согласитесь, это совсем не то, что изучать последствия повреждения мозга, как в случае с Г. М. Конечно, изучение травм и их последствий иногда переворачивает наши представления о функциях мозга, но такие исследования просто по природе своей могут быть только косвенными. Вы изучаете отсутствие некой функции, которая существовала до травмы. В поведенческой нейропсихологии, наоборот, вы начинаете понимать, как нормальный мозг обычно реагирует на некое задание.
Важно отметить, что в мозге нет болевых рецепторов. То есть микроэлектроды, которые мы используем для записи сигналов, не вызывают у подопытных животных боли. Зато они позволяют нам регистрировать короткие всплески электрической активности (так называемые потенциалы действия, или пиковые потенциалы), которые возникают, когда животное усваивает или вспоминает нечто новое. Я занималась в основном тем, что учила животных играть в видеоигры с обучением и запоминанием, а затем записывала активность отдельных клеток. Я пыталась разобраться, как мозг сообщает о разных аспектах задачи и что происходит с рисунком активности мозга, когда он что-то вспоминает или забывает. Я сосредоточилась на одной из областей коры мозга в срединной височной доле – энторинальной коре – и описывала схемы нейронной деятельности в этой области мозга при выполнении животными заданий на запоминание. Это исследование было единственным в своем роде: никто больше не изучал таким образом энториальную кору. Но я понимала: многое в отношении свойств других важных областей срединной височной доли еще остается неисследованным. Именно этим я хотела заняться в собственной лаборатории.
