Будущее разума - Митио Каку

С тех пор исследователи не раз подтвердили эти результаты и вывели еще более умные линии мышей. В 2009 г. доктор Цянь опубликовал статью, в которой объявил о создании еще одной линии умных мышей, получивших прозвище Хобби-Джей в честь героя китайских мультиков. Эти мыши способны помнить новые факты (такие как расположение игрушек) втрое дольше, чем предыдущая линия генетически модифицированных мышей, которая раньше считалась самой умной. «Это дополнительное свидетельство того, что NR2B — универсальный выключатель формирования воспоминаний», — заметил доктор Цянь. «Это как взять Майкла Джордана и сделать из него супер-Майкла», — говорит выпускник университета Дэхэн Ван.

Однако даже для этой новой линии мышей существуют пределы. Когда мышам предлагается выбор — повернуть направо или налево, чтобы добраться до шоколадки, — Хобби-Джей помнит правильное решение намного дольше, чем обычная мышь. Но через пять минут забывает и он. «Мы не смогли бы сделать из этой мыши математика. В конце концов, это просто грызуны», — говорит доктор Цянь.

Следует также указать, что некоторые линии «умных мышей» получились очень робкими по сравнению с обычными мышами. Исследователи подозревают, что слишком мощная память позволяет помнить также все неудачи и потери, и это заставляет ее обладателей колебаться. Так что помнить слишком много иногда вредно.

Ученые надеются распространить в дальнейшем свои исследования на собак, с которыми у нас много общих генов, а возможно, и на людей.

Умные мухи и глупые мыши

Ген NR2B — не единственный, которым в настоящее время интересуются ученые в связи с работой памяти. В еще одной прорывной серии экспериментов исследователям удалось вывести линию плодовых мушек с «фотографической памятью», а также линию мышей, страдающих амнезией. Возможно, со временем эти эксперименты помогут объяснить множество загадок нашей долговременной памяти (к примеру, почему зубрежка в последние дни перед экзаменом — не лучший способ учебы, а также почему мы лучше всего помним богатые эмоциями события). Ученые обнаружили, что существует два важных гена — CREB-активатор, стимулирующий формирование новых связей между нейронами, и CREB-репрессор, подавляющий формирование новых воспоминаний.

Доктора Джерри Инь и Тимоти Тулли из лаборатории в Колд-Спринг-Харбор проводили серию интересных экспериментов с плодовыми мушками — дрозофилами. Обычно им, чтобы чему-то научиться (к примеру, распознавать какой-нибудь запах или избегать удара), нужно десять попыток. Мушки с дополнительными CREB-репрессорами вообще не могли формировать сколько-нибудь продолжительных воспоминаний, но настоящее удивление исследователи испытали, когда взяли мушек с дополнительным геном CREB-активатора. Они запоминали то, что нужно, с первой попытки. «Это говорит о том, что у этих мушек фотографическая память», — говорит доктор Тулли. Он сравнил этих дрозофил со студентами, «которые способны один раз прочитать главу в учебнике, увидеть ее мысленно и сказать вам, что ответ можно найти в третьем параграфе на семьдесят четвертой странице».

Этот эффект демонстрируют не только плодовые мушки. Доктор Алцино Силва из Колд-Спринг-Харбор экспериментирует с мышами. Он выяснил, что мыши с дефектом в CREB-активаторе гена практически не способны формировать долговременные воспоминания. Они страдают амнезией. Но даже эти забывчивые мыши могли бы что-нибудь освоить, если бы их занятия были организованы как короткие уроки с возможностью отдохнуть между ними. Ученые предполагают, что в мозгу присутствует ограниченное количество CREB-активатора; именно этим, возможно, ограничен объем информации, который мы можем усвоить за заданное время. Занимаясь зубрежкой перед экзаменом, мы очень быстро истощаем доступный объем CREB-активатора и перестаем усваивать информацию, по крайней мере до тех пор, пока не сделаем перерыв и не восстановим объем CREB-активатора.

«Мы теперь можем точно сказать, по какой биологической причине не работает судорожная зубрежка перед экзаменом», — говорит доктор Тулли. Лучший способ подготовиться к экзамену — мысленно повторять материал периодически в течение дня, пока он не станет частью долговременной памяти.

Этим можно объяснить также, почему эмоционально заряженные воспоминания часто бывают такими живыми и сохраняются десятилетиями. CREB-репрессор действует как фильтр, устраняя бесполезную информацию. Но воспоминание, связанное с сильными эмоциями, может либо устранить CREB-репрессор, либо повысить уровень CREB-активатора.

В будущем мы можем ожидать новых прорывов в изучении генетических основ памяти. Вероятно, громадные возможности мозга определяются не одним геном, а сложной комбинацией множества генов. У каждого из них, в свою очередь, в человеческом геноме есть «ответная часть», так что возможно, мы тоже когда-нибудь сможем генетически улучшать память и развивать ментальные способности.

Однако не думайте, что «подхлестнуть» мозг можно будет уже завтра. На пути ученых еще множество препятствий. Во-первых, неясно до сих пор, приложимы ли все полученные результаты к человеку. Нередко методы лечения, выглядевшие многообещающе при испытаниях на мышах, плохо переносятся на представителей нашего биологического вида. Во-вторых, даже если результаты можно применить к человеку, мы не знаем, что, в конце концов, из этого выйдет. Возможно, эти гены действительно помогают улучшить память, но не повышают общий интеллект. В-третьих, оказалось, что генная терапия (или исправление поврежденных генов) — вещь более сложная, чем считалось ранее. Этим методом можно излечить лишь горстку генетических заболеваний. И хотя вирусы, при помощи которых ученые внедряют «хорошие» гены в клетку, совершенно безобидны, организм все равно посылает антитела на борьбу с чужаками, что часто делает терапию бессмысленной. Не исключено, что внедрение гена для улучшения памяти тоже приведет к фиаско. (Кроме того, вся область генной терапии несколько лет назад потерпела серьезную неудачу, когда в Пенсильванском университете во время процедуры генной терапии умер пациент. Вообще работа по модификации человеческих генов сталкивается с множеством этических и даже юридических проблем.)

Таким образом, испытания на людях будут продвигаться намного медленнее, чем на животных. Однако можно предположить, что наступит день, когда процедура будет отработана и станет реальностью. Чтобы изменить гены нужным образом, достаточно будет сделать укол в руку. При этом в кровь попадет безобидный вирус, который затем, заразив нормальные клетки, внедрит в них свои гены. А стоит «умному гену» успешно внедриться в клетку, как он активируется и начнет вырабатывать белки, которые, действуя на гиппокамп и процесс формирования воспоминаний, улучшат память и когнитивные способности.

Если с внедрением генов ничего не получится, останется другая возможность — ввести нужные белки в тело, вообще не обращаясь к генам. Тогда, вместо того чтобы делать укол, нам придется глотать таблетки.

«Умная таблетка»

Целью этих исследований в конечном итоге является создание «умной таблетки», которая могла бы повысить концентрацию внимания, улучшить память и, возможно, даже совершенствовать интеллект. Фармацевтические компании экспериментируют с несколькими перспективными препаратами, такими как MEM 1003 и MEM 1414, которые, по идее, должны развивать умственные способности человека.

Ученые обнаружили, что долговременные воспоминания существуют благодаря ферментам и генам. Усвоение информации происходит, когда определенные нервные пути закрепляются при активации конкретных генов, таких как CREB (он запускает выработку соответствующего белка). По существу, чем больше CREB-белков циркулирует в мозгу, тем быстрее формируются долговременные воспоминания. Это проверено на морских моллюсках, дрозофилах и мышах. Главное свойство MEM 1414 заключается в том, что этот препарат ускоряет выработку CREB-белков. В лаборатории у старых животных, которым давали MEM 1414, долговременные воспоминания формировались значительно быстрее, чем у животных контрольной группы.

Кроме того, ученые пытаются выделить конкретные биохимические процессы, задействованные в формировании долговременных воспоминаний как на генетическом, так и на молекулярном уровне, и уже есть первые успехи. Когда этот ключевой процесс станет полностью понятным, можно будет разработать терапевтические методы, способные его ускорить и усилить. Со временем воспользоваться таким «ускорителем мозга» смогут не только пожилые люди и жертвы болезни Альцгеймера; эти методы будут доступны каждому.

Можно ли стирать воспоминания?

Может быть, болезнь Альцгеймера разрушает все воспоминания без разбора, но как насчет их избирательного уничтожения? Амнезия — один из любимых инструментов развития сюжета, применяемых в Голливуде. В фильме «Идентификация Борна» человек с двумя огнестрельными ранениями, выловленный рыбаками в море (агент ЦРУ Джейсон Борн в исполнении Мэтта Деймона), не помнит, кто он и что с ним произошло. За ним гонятся убийцы, но он представления не имеет, кто они и почему его хотят убить. Единственный ключ к потерянным воспоминаниям — способность при необходимости инстинктивно включать боевые навыки, достойные секретного агента.