В поисках памяти - читать онлайн книгу. Автор: Эрик Кандель cтр.№ 51

Олден полюбил этот город. Там нашла выход любовь его и Дианы к музыке, и вскоре после переезда Диана начала учиться игре на клавесине под руководством Игоря Кипниса — одаренного клавесиниста, который, как выяснилось, был моим однокурсником по Гарварду. Олден занял лабораторию, соседнюю с моей. Хотя мы и не проводили совместных экспериментов (потому что Олден работал с кошками, а я — с аплизией), мы каждый день разговаривали о нейробиологии поведения и почти обо всем на свете — вплоть до его безвременной смерти одиннадцать лет спустя. Никто другой не повлиял на образ моего научного мышления больше, чем он.

В течение следующего года к нам присоединился Джеймс Шварц (рис. 12–1), биохимик, которого медицинская школа взяла на работу независимо от нас с Олденом. Мы с Джимми дружили и были соседями по дому во время летнего курса в Гарварде в 1951 году, а впоследствии он учился на два курса младше в медицинской школе Нью-Йоркского университета, где наша дружба возобновилась. Однако мы не поддерживали связей с тех пор, как я покинул медицинскую школу в 1956 году.

12–1. Джеймс Шварц (1932–2006), с которым я познакомился летом 1951 года, получил степень доктора медицины в Нью-Йоркском университете и степень доктора философии в Рокфеллеровском университете. Он был одним из первых исследователей биохимии аплизии и внес существенный вклад в изучение молекулярных основ обучения и памяти. (Фото из архива Эрика Канделя).

Окончив медицине кую школу, Джимми получил степень доктора философии в Рокфеллеровском университете, где изучал механизмы работы ферментов и биохимию бактерий. К тому времени, когда мы снова встретились весной 1966 года, Джимми заслужил репутацию выдающегося молодого ученого. По ходу нашего разговора о науке он сказал, что подумывал переключиться в своих исследованиях с бактерий на нервную систему. Поскольку нейроны аплизии так велики и индивидуально опознаваемы, они казались неплохим выбором для изучения их биохимической индивидуальности, то есть того, чем одна клетка отличается от другой на молекулярном уровне. Джимми начал с изучения специфических нейромедиаторов, используемых для передачи сигналов разными нейронами аплизии. Джимми, Олден и я составили ядро нового отделения нейробиологии и поведения, которое я основал в Нью-Йоркском университете.

Группа Стивена Куффлера из Гарварда очень сильно повлияла на нашу — не только тем, что они делали, но и тем, чего они не делали. Куффлер организовал первое сплоченное нейробиологическое отделение, работа которого позволила объединить электрофизиологические исследования нервной системы, биохимию и клеточную биологию. Это было необычайно сильное, интересное и влиятельное отделение — коллектив, образцовый для современной нейробиологии. Его исследования были сосредоточены на отдельной клетке и отдельном синапсе. Куффлер был согласен с мнением многих талантливых нейробиологов, что белое пятно, разделявшее клеточную биологию нейронов и поведение, было слишком обширно, чтобы его картировать и заполнить в какой-либо обозримый промежуток времени (такой как время жизни каждого из нас). В результате в гарвардскую группу в первые годы ее работы не взяли никого, кто специализировался на исследовании поведения или обучения.

Время от времени, после бокала-другого вина, Стив пускался в откровенные разговоры о высшей нервной деятельности, обучении и памяти, но он говорил мне, что на трезвую голову эти проблемы казались ему слишком сложными, чтобы браться за их изучение на клеточном уровне. Ему также казалось, по-моему, напрасно, что он маловато знает о поведении и изучать поведение ему не с руки.

В этом вопросе мы с Олденом и Джимми расходились с Куффяером. Нас не так сдерживала неизвестность, мы находили заманчивыми саму неисследованность этого белого пятна и важность связанных с ним проблем. Поэтому мы предложили новому отделению Нью-Йоркского университета заняться тем, как нервная система обеспечивает поведение и как поведение изменяется под действием обучения. Мы хотели добиться слияния клеточной нейробиологии и науки о простых формах поведения.

В 1967 году мы с Олденом анонсировали это направление в большой обзорной работе, озаглавленной «Клеточные нейрофизиологические подходы в исследовании обучения». В этом обзоре мы подчеркивали, как важно выяснить, что же происходит на уровне синапсов, когда поведение видоизменяется в результате обучения. Мы отмечали, что следующим принципиальным шагом будет пойти дальше аналогов обучения и связать синаптические изменения в нейронах и нейронных системах с реальными примерами обучения и работы памяти. Мы наметили основы подхода к решению этой задачи на клеточном уровне и обсудили сильные и слабые стороны разнообразных простых объектов, подходящих для таких исследований, — моллюсков, червей и насекомых, а также рыб и других простых позвоночных. У всех этих животных есть формы поведения, которые в принципе должны были видоизмениться в ходе обучения, хотя такие изменения еще не были продемонстрированы на примере аплизии. Мы были уверены, что после того, как будут намечены нейронные сети, обеспечивающие эти формы поведения, станет ясно, где именно происходят изменения, вызываемые обучением. Тогда у нас появится возможность использовать весьма эффективные методы клеточной нейрофизиологии для исследования природы этих изменений.

В то время, когда мы с Олденом писали обзор, я уже переходил не только из Гарварда в Нью-Йоркский университет, но и от клеточной нейробиологии синаптической пластичности к клеточной нейробиологии поведения и обучения.

Эффект, произведенный нашим обзором (возможно, самым влиятельным из всех, в написании которых я принял участие), ощущается по сей день. Он вдохновил ряд ученых на применение редукционистского подхода в исследованиях обучения и памяти, и повсюду пошли в ход простые экспериментальные объекты таких исследований — пиявки, слизень Umax, морские брюхоногие моллюски Tritonia и Hermissenda, медоносная пчела, тараканы, раки и омары. Работы подтверждали идею, впервые выдвинутую этологами, изучавшими поведение животных в их естественной среде. Согласно этой идее, механизмы обучения эволюционно консервативны, потому что необходимы для выживания. Животному нужно научиться отличать жертв от хищников, полезную пищу от вредной и удобные и безопасные укрытия от тесных и опасных.

Наши идеи оказали влияние и на нейробиологию позвоночных. Пер Андерсен, в лаборатории которого в 1973 году были проведены первые современные исследования синаптической пластичности в головном мозгу млекопитающих, писал: «Повлияли ли эти идеи на ученых, работавших в данной области до 1973 года? Для меня ответ очевиден».

Наш с Олденом обзор убедил Дэвида Коэна (с которым у нас было дружеское соперничество и который впоследствии перешел к нам в Колумбийский университет, где занял должность вице-президента по делам искусств и наук) в ценности простых экспериментальных систем. Поскольку Коэн был приверженцем изучения позвоночных, он обратился к голубям — любимым подопытным животным Скиннера. Но Скиннер игнорировал мозг, а Коэн сосредоточился на управляемых мозгом изменениях частоты сердцебиения, вызываемых сенсибилизацией и выработкой классических условных рефлексов.