Человек 2.0. Перезагрузка. Реальные истории о невероятных возможностях науки и человеческого организма - Адам Пиорей

В своей книге ученый высказал такую гипотезу: в напряженном эмоциональном состоянии (скажем, когда человек попадает в автомобильную аварию или включает телевизор и узнаёт, что два самолета врезались в здания Всемирного торгового центра) те стрессовые гормоны, которые выявил Макгоф, могли бы запускать целый каскад химических процессов, которые заполняют ядро клетки молекулами, уменьшающими количество СRЕВ-репрессора (тормоза памяти) и увеличивающими количество CREB-активатора (регулятора, включающего память или усиливающего ее).

«Возможно, это объяснило бы появление так называемых воспоминаний-вспышек, — пишет Кандел. — Речь идет об эмоционально насыщенных событиях, которые мы помним в ярчайших подробностях… как будто эта картина мгновенно и целиком запечатлелась в нашем мозгу».

Точно так же, рассуждает Кандел, исключительная память, демонстрируемая такими людьми, как Соломон Шерешевский, «могла бы объясняться генетическими особенностями, подавляющими активность CREB-репрессора». Ученый пишет: «Хотя для формирования долговременного воспоминания обычно требуются повторяющиеся сеансы обучения, разделенные интервалами отдыха, иногда такое формирование происходит после однократного предъявления, которое не несет в себе эмоционального заряда».

Это очень вдохновляющая и даже в чем-то провокационная гипотеза. Ведь если секрет нашей памяти действительно заключается в соотношении концентраций CREB-активатора и CREB-репрессора, нам ничто не мешает создать препараты, которые будут влиять на это соотношение. Ничто не мешает решить, что мы все можем уподобиться Шерешевскому. Ничто не мешает поверить, что мы сможем изобрести «таблетку памяти».

И тут самое время вернуться к дрозофилам Талли.

* * *

В своей лаборатории в Колд-Спринг-Харбор Талли разработал метод тестирования памяти для своих дрозофил — столь же несложный и действенный, как нервные цепочки, которые составлял Кандел из нейронов аплизий. Талли подвергал подопытных насекомых воздействию двух запахов. При этом один запах всегда сопровождался неприятными ощущениями: когда муха начинала его чувствовать, Талли вскоре после этого подвергал бедняжку удару током (стандартная тренировка включала в себя 12 таких разрядов). Параллельно Талли учил своих подопечных, что второй аромат для них не опасен: после того, как он давал насекомым его понюхать, он не ударял их током. 12 раз подвергнув дрозофилу воздействию каждого запаха (то ударяя, то не ударяя их током — в зависимости от применяемого аромата), Талли помещал насекомое на дно Т-образного лабиринта. В дальних концах перекладины этой буквы Т находились источники двух запахов. Добравшись до развилки, насекомое должно было решить, куда ему двигаться.

Судя по всему, дрозофилам Талли потребовалось целых десять тренировок (по 12 разрядов в каждой), чтобы научиться избегать запаха, который сопряжен с электрическим разрядом, и направляться к нейтральному запаху — в другом конце верхней перекладины Т-образной конструкции. Но и в таких обстоятельствах их память оставалась далекой от совершенства: насекомые все-таки иногда летели не в ту сторону и получали удар током. Просто по прошествии десяти сеансов они, похоже, достигали предела своих возможностей по этой части.

После того как Кандел показал, что формированию долговременных воспоминаний можно воспрепятствовать, блокируя белок CREB, началось соревнование, каждый из участников которого стремился первым сделать решающий шаг — продемонстрировать возможность улучшения памяти посредством какого-то улучшения действия CREB. К 1993 г. лаборатория Кандела активно пыталась проделать этот трюк с его аплизиями. Но у Талли имелось секретное оружие, которое позволяло ему быстро продвигать работу с дрозофилами. Этим оружием стал Джерри Ин, постдок из лаборатории Талли, сумевший разработать метод генетической модификации дрозофил. Этот метод позволял выводить насекомых, вырабатывающих больше или меньше CREB — как пожелает исследователь. Так, Ин сумел встроить в геном дрозофил ДНК-материал, позволяющий мушке вырабатывать больше белка, который «включает» или усиливает память (CREB-активатора), этого гудка, который сообщает клеточным специалистам, что обеденный перерыв закончился и пора взяться за работу. Другим дрозофилам Ин встроил ДНК-материал, позволявший им вырабатывать больше белка, который «выключает» или ослабляет память (CREB-репрессора), т. е. отправляет всех соответствующих клеточных работников на обед.

Эти штаммы дрозофил обладали еще одним свойством: Ин и Талли генетически модифицировали мушек так, чтобы экспериментаторы могли по желанию включать и выключать их гены, отвечающие за работу с CREB. Когда гены находились в спящем состоянии, насекомые вырабатывали два белка в нормальном соотношении, а значит, их память тоже находилась на обычном уровне. Но когда Ин и Талли подвергали мух воздействию сравнительно высокой температуры, нужные гены включались, заставляя один штамм мух синтезировать больше СRЕВ-активатора, а другой штамм — выделять больше CREB-репрессора. Это позволяло исследователям включать два гена всего за несколько часов до начала тренировок и затем наблюдать, как это влияет на способность подопытных существ формировать новые воспоминания.

В 1993 г. команда показала: способствуя повышенной экспрессии [в данном случае — необычно активному синтезу] CREB-репрессора, можно помешать синтезу белков, необходимых для формирования долговременных воспоминаний. Однако при этом не затрагивалась ни краткосрочная память, ни способность к обучению. Вскоре их коллега Альчино Сильва продемонстрировал тот же эффект на мышах, лишенных гена, который отвечает за активацию CREB.

Затем Талли и Ин попытались сделать противоположное и улучшить память. Таким образом, они вплотную подошли к тому, чтобы урвать главный приз.

Как ни удивительно, первые результаты их разочаровали: даже когда экспериментаторы манипулировали CREB в нужную сторону, дрозофилья память отказывалась улучшаться. Некоторое время спустя Талли мрачно сидел в нью-йоркском аэропорту Джона Кеннеди, ожидая вылета в Токио, качал головой и размышлял, что же они делают не так. И вдруг его осенило. Он выскочил из кресла и кинулся к телефону-автомату.

Талли и Ин довольно четко объясняли лаборантке Марии: берешь необученных дрозофил, обычных и мутантных, и затем каждые пятнадцать минут тренируешь их, овевая их то одним, то другим запахом, то давая, то не давая разряд, и так десять раз. Но после десяти тренировок мутантные мухи летели не в ту сторону Т-образной конструкции столько же раз, сколько и обычные.

Позвонив Марии из аэропорта, Талли выпалил ей осенившую его мысль. Может быть, Талли и Ин просто задавали не тот вопрос? Может быть, у генетически модифицированных дрозофил имелся тот же потолок достижений в этом лабиринте, что и у обычных мух? (Иными словами, для тех и других существовала одна и та же минимальная доля случаев, когда они летели не в том направлении.) А если поставить вопрос иначе? Если поинтересоваться не тем, сколько раз мутантные мухи решат полететь в правильную сторону после стандартных десяти тренировок, а тем, насколько быстро они способны этому научиться?

— Мария, попробуй провести один тренировочный цикл! — крикнул Талли в трубку. И объяснил, что лаборантке нужно всего один раз совместить запах и электрический разряд, а затем посмотреть, будут ли мутантные мухи совершать меньше ошибок, чем обычные.