— Как устроена память и можно ли ей как-то управлять с помощью технологий?
— Память кодируется специальными группами клеток мозга — нейронов. Нейроны в этих группах работают сообща, запоминают различные факты, формируют различные воспоминания. Используя трансгенные технологии, можно метить нейроны и искусственно влиять на них. Мы включаем в ДНК лабораторных мышей светочувствительные белки из водорослей или бактерий, чтобы управлять активностью определенных нейронных групп.
Например, когда грызун чего-то боится, мы помечаем его клетки, активные при ассоциации окружающей среды с неприятными ощущениями. Дальше в безопасном для животного месте воздействуем на нейроны при помощи света, искусственно вызываем связанные с предыдущей ситуацией воспоминания и наблюдаем реакцию страха.
Мы в прямом смысле слова заглядываем в мозг нашим мышам. Когда конкретный нейрон становится активен, он светится ярче, это происходит с помощью специальных сенсорных флуоресцентных (светящихся) белков. С помощью микроскопа видим, что происходит с клетками мозга, ищем закономерности — где клетки расположены, как соотносятся друг с другом. Если мы чему-то обучили животное, то смотрим на активность нейронов, когда «просим» животное вспомнить об этом через день или через месяц (что для мыши уже достаточно большой срок). Если мышь забывает о чём-то, то мы видим, что могут, к примеру, подключаться другие, «лишние» нейроны.
— Какие перспективы это открывает в исследованиях человека?
— Мы можем исследовать разные формы памяти. Например, травматическую память, когда у человека может развиться посттравматическое стрессовое расстройство в результате, например, участия в военных действиях или каких-то чрезвычайных ситуациях. На мышах тоже можно моделировать травматическую память. Мы изучаем её устройство и ищем способ избирательно стереть, не затронув другие воспоминания. В дальнейшем это можно будет применить в терапии посттравматического стрессового расстройства у людей. Это только один из примеров.
— А как этот процесс происходит, как можно стереть память?
— В мозге постоянно стирается лишняя информация. Если я спрошу, что вы ели три недели назад на завтрак в субботу, то вы, скорее всего, не сможете сразу ответить, потому что эта информация для вас не очень важна. Мы постоянно что-то запоминаем и забываем — это физиологически нормальные процессы. Также можно разрушать формирующие память нейронные сети искусственно с помощью света или фармакологических агентов. Сеть не будет целостной, воспоминание сотрётся полностью или не будет воспроизводиться.
— Можно ли, наоборот, увеличить объём памяти?
— На мышиной модели мы можем актуализировать какие-то конкретные воспоминания, которые забылись. Но изменить объём памяти, существенно его увеличить, подключить к мозгу условную флэшку — таких технологий пока не существует.
— Какие открытия удалось сделать исследователям мозга за последние десятилетия, насколько удалось продвинуться?
— Существенно продвинулись в понимании устройства мозга. Определено, что нейроны собираются в группы, которые связаны с различными функциями. В теории об этом было известно с 1960—1970-х годов, но экспериментально подтвердилось только сейчас. Кроме того, мы довольно полно знаем молекулярные составляющие мозга, знаем гены, которые работают в нейронах, и можем на них прицельно влиять.
— Есть ли различия мозга мужчин и женщин, у представителей разных национальностей и рас?
— Это миф, потому что различия не подтверждаются статистически. Мозг мужчины больше, потому что и мужчины в среднем больше женщин. Но ведь и мозг кита больше, чем мозг мужчины, это ничего не значит. Но базовые принципы, которые дают возможность учиться, запоминать, которые обеспечивают когнитивные возможности, — они абсолютно одинаковые в мозге мужчин, женщин, людей разных национальностей и рас. Различия начинаются, когда, например, детей разных полов начинают учить по-разному. Конечно, есть культурные особенности и есть специфические различия. Например, определённые структуры в мозге женщин, которые обеспечивают регуляцию гормонального фона при беременности и рождении ребенка. Но в целом мы очень похожи, фактически одинаковые.
— Существует теория, что и таланта, и гениальности не существует, что всего можно добиться тренировкой. Правда ли это?
— Это правда лишь отчасти. С одной стороны, обучение, тренировки очень важны. С другой стороны, у двух разных людей есть врождённые отличия. Несмотря на одинаковый базовый принцип строения мозга, могут различаться мощность связей между полушариями или одной области мозга по сравнению с другими. Не всё объясняется тренировками, часть кодируется генетически — является результатом комбинации генов родителей. Поэтому, например, одному человеку проще запоминать прочитанное, а другому услышанное.
— Ещё один расхожий миф: мы используем только 10% мозга. Это так?
— Важно, какие задачи мы решаем, но тем не менее покрытие полное — мозг мы используем на 100%. С другой стороны, полные его возможности нам до сих пор неизвестны. Гипермнемоники, например, обладают уникальной памятью, помнят каждую секунду прожитого дня. При этом мозг таких людей похож на мозг обычного человека.
— Можно как-то сделать свой мозг более эффективным?
— Можно сделать его более разнообразным, более пластичным. Необходимо спать достаточное количество времени, получать достаточное количество нужных веществ. Хорошая идея — пробовать новые разные вещи. Когда мы попадаем в какие-то новые ситуации и получаем новый опыт, в мозге происходит формирование новых связей, новых когнитивных групп. В дальнейшем, при решении новых задач, у нас будет большее пространство возможностей, потому что мы и наш мозг привыкли мыслить широко.
— Правда ли, что древние люди были умнее нас, потому что им ежедневно приходилось решать большое количество задач, от которых зависела жизнь?
— Напрямую ответ на этот вопрос можно получить только экспериментально, но нам этот доступ закрыт. Поэтому это всё спекуляции. Древние люди были адаптированы к окружавшим их условиям, а мы приспособлены к нашей среде. Нельзя однозначно утверждать, что кто-то умнее.
— Есть ли какие-то эволюционные изменения в мозге современного человека?
— Да, произошло увеличение различных областей мозга, связанных с усложнением речи и социализацией. Например, у нас есть очень большая область, которая занята распознаванием лиц и эмоций. Поэтому мы постоянно видим смайлики в блинах или облаках. Изменение размеров областей мозга возможно и в рамках жизни одного человека. Известны исследования лондонских таксистов в то время, когда не было навигаторов. Оказалось, что гиппокамп, структура, связанная с кодированием пространства, у таксистов занимает в мозге больше места, чем у других людей.
— А что происходит с мозгом в процессе старения?
— При старении происходит снижение интенсивности обмена веществ, хуже синтезируются необходимые вещества, нейроны дольше складываются в когнитивные группы. Конкретные скорости старения у разных людей могут различаться. Но общий тренд такой — мозг стареет вместе со всем организмом.
— В этом году было опубликовано исследование, где с помощью стволовых клеток пожилым крысам вернули возможность восстанавливать свои нейроны. Можно ли с помощью подобных технологий лечить заболевания, связанные с мозгом?
— Да, есть идеи использовать эти технологи для лечения, например, инсультов. Если инсульт обширный, то часть нейронов отмирает. Эксперименты на животных показывают, что можно эту ситуацию исправить. Пока только у мышей, но в дальнейшем это можно будет перенести и на людей.
— На какие науки и технологии сейчас оказывает больше влияние нейрофизиология?
— Нейрофизиология и нейробиология постоянно используют достижения всех наук, обратное влияние тоже есть. Смежные области — медицина, генетика, молекулярная биология, различные физические, оптические, математические методы, искусственный интеллект и связанные с ним исследования.
— Изучение мозга в тренде среди популяризаторов науки. С чем связана мода на мозг, если можно так сказать?
— Да, изучение нейронных процессов находится в тренде. У всех больших стран есть программы по исследованию мозга. Это связано с тем, что наука оказалась готова к этим исследованиям. К тому же всем нам важно понять, как мы устроены, можно ли как-то на это влиять. Количество исследований в области нейробиологии очень велико и растёт экспоненциально, поэтому растёт интерес к этому направлению, подтягиваются популяризаторы науки.
— Хочется поговорить о «цифровом бессмертии», что это такое — фантастика или наше скорое будущее?
— На данный момент это фантастика, пока нет технологий, которые бы позволили нам скопировать куда-то личность, чтобы она дальше жила в цифровом мире. С другой стороны, мне кажется, что это будущее, хотя и неблизкое. Однажды нам удастся понять, что именно в нашем мозге делает нас нами, и каким-то образом перенести это на электронные носители. Но мы с вами, скорее всего, этого не застанем, как ни грустно это звучит.
Полную версию интервью смотрите на сайте RTД.