Константин Анохин - профессор, член-корреспондент Российской академии медицинских наук, заведующий отделом системогенеза Института нормальной физиологии им. П.К. Анохина и руководитель российско-британской лаборатории нейробиологии памяти.

Анохин: На симпозиуме в Массачусетском технологическом институте, который назывался «Будущее мозга», выражая общее мнение многих. И есть все основания думать, что в 21-ом веке, в науке 21-го века наука о мозге и разуме будет занимать такое же место, как в 20-ом веке занимала наука о генах и наследственности. И за этим стоит очень конкретная мысль.

Точно так же, как наука о генах, молекулярная биология создала единый язык, объединив огромное количество биологических дисциплин единой концептуальной базой: собственно биологию, ее различные отрасли, биологию развитиия, эволюционную биологию, микробиологию, вирусологию, затем далее - молекулярную медицину, в том числе и молекулярную биологию мозга среди всех отраслей, точно так же ожидается, что развивающиеся в 21-ом веке науки о мозге и разуме будут цементирующим фактором, объединяющим и дающим объективные основания для всех видов человеческой интеллектуальной деятельности, всего, что связано с этим. Начиная от развития человека и нашей личности, образования, обучения, языка, культуры, и двигаясь в области, которые пока еще не почерпнули конкретные сведения о том, как это делает мозг, в области поведения человека в экономических ситуациях, которая получает сейчас название нейроэкономики. В области и поведения человека вообще в социальных системах. И в этом смысле социология, история, юриспруденция, искусство, потому что все искусство - это, с одной стороны, то, что генерирует человеческий мозг, а, с другой стороны, то, как наш человеческий мозг воспринимает что-то, как произведение искусства. Все они будут зависеть от этого нового синтеза, науке о мозге и разуме.

Но этот синтез многим из вас может казаться естественным. Я хочу противопоставить его тому, что было раньше, чтобы было понятно, где мы находимся и в какую фазу мы переходим?

Платон писал в одном из своих «Диалогов» о важности умения разделять природу по суставам, то есть, разделять ее на естественные составные части так, чтобы после этого анализа мы могли вернуться естественным образом к синтезу. Кстати, эту способность в устах Сократа Платон назвал диалектикой, противопоставляя это неумению некоторых поваров разрубать тело на разные части, несмотря на суставы, это ведет к бессмысленному набору частей, которые очень трудно потом синтезировать.

Вот у нас есть основание сегодня думать, что Платон в разделении природы по суставам, делал крупную ошибку. Великие умы делают великие ошибки. Он разделил мозг и разум, он разделил тело и душу. Вслед за этим такое разделение, разделение мозга и разума, укоренилось после трудов другого великого философа Рене Декарта. По Декарту, весь мир можно разделить на две фундаментальные части.

Первая - это протяженная материальная субстанция, ресэкстенция - это наши тела, это наш мозг, это тела животных, то, чем обладают животные. А вторая - это бессмертная душа, не протяженная духовная субстанция, которой обладает только человек. Значит, животные - это автоматы, они способны вести себя без участия души и разума, человек же обладает душой, она определяет его действия. И эти два мира трудно совместимы, потому что это мир пространственных и непространственных явлений.

Вот, по сути, мы находимся в, как минимум, 400-летней традиции и инерции восприятия мира, разделенного на эти две части - мозг и разум. И то, что происходит сегодня в науках о мозге, почему это важный момент - стирает эту грань и показывает, что работа мозга - это и работа разума, что мозг работает как огромная популяция из миллионов, десятков миллионов, может быть, иногда сотен миллионов синхронно активирующихся, включающихся вместе с какую-то деятельность нервных клеток. Эти группы клеток, функциональная системы хранятся как структура нашего индивидуального опыта. А наш разум - есть манипуляция этими группами.

Таким образом, что одна группа способна вызывать к действию другую группу, и свойствами этих огромных групп являются не просто физиологические свойства, а те субъективные состояния - мысли, эмоции, переживания, которые мы и испытываем. В этом отношении наш мозг и разум едины.

Кстати, идеи такие же древние, как и идеи Платона о раздельности, потому, что Аристотель придерживался как раз концепции единства мозга и разума, или души и тела.

Собственно, вот биологическую программу объединения мозга и разума, возвращения разума в природу, сформировал другой великий мыслитель 19-го века Чарльз Дарвин. И это очень важно. Он соединил назад разум животных и разум человека, введя эволюционную идею, он записал в своей записной книжке, которая называлась «М» - метафизическая, он начал ее под влиянием разговором с отцом, и записывал там свои мысли о поведении и разуме.

Кстати, после расшифровки этих записных книжек, опубликованных в 80-е годы, начинаем понимать, насколько глубок был Дарвин, и как он глубоко думал о мозге и разуме, и о душе и мышлении, так же глубоко, как о биологии в целом и об эволюции. И, как видите, он записал в 38-ом году, кстати, удивительно, за полтора месяца до его знаменитой записи, когда его осенила идея о естественном отборе, продиктованным чтением Мальтуса. Он записал это в августе 38-го года: «Происхождение человека теперь доказано, эти мысли бродили в нем.

И после этого метафизика должна процветать, потому что тот, кто понимает бабуина, сделает больше для метафизики, чем Локк». Это программа биологических исследований. Это программа, показывающая, что наш мозг и разум составляют единое целое. Разум является функцией мозга, возникавшей в эволюции. Она нужна была для адаптации, и мы не отличаемся от животных кардинальными свойствами присутствия души или разума и отсутствия их у животных. Мы должны создать новую теорию того, как мозг генерирует процессы мышления, сознания, психики, опираясь на эти эволюционные принципы.

И собственно говоря, 20-й век стал свидетелем одной из таких радикальных программ. Когда то, что считалось на протяжении многих веков свойством человеческой души, память, и, кстати, еще в начале 20-го века в учебниках психологии вы могли увидеть такое определение: «Память - это свойство души». Так вот то, что считалось свойством нашей души, а это наша личность, наша память, наш субъективный опыт, был переведен в изучение того, как биологические процессы движут, формируют нашу память и как она работает в мозге.

Иначе говоря, в 20-ом веке наука о памяти, возникшая, как писал историк науки Ян Хакинг, чтобы секуляризовать душу, эту неподатливую сердцевину, западной мысли и практике, двигалась под влиянием трудов нескольких из выдающихся ее пионеров Эббингауза в Германии, Рябо во Франции, Корсакова в России, от философии к объективным исследованиям в философии. И потом, что более важно, к исследованиям памяти в работающем мозге. Память в середине 20-го века стала изучаться не как явление, находящееся вовне человеческого мозга и продукт человеческого мозга, но и как процессы, происходящие внутри человеческого мозга, когда он запоминает или извлекает воспоминания.

И объективных нейробиологических исследованиях памяти принято разделять вопрос о механизмах памяти на три вопроса, на три проблемы.

Первая - как память формируется в мозге? Вторая - как память хранится в мозге на протяжении многих лет? И третья - как память избирательно извлекается, когда это необходимо? Один из первых вопросов, который подвергся объективным исследованиям, был вопрос о формировании памяти. И здесь исследования за последние несколько десятков лет перешли от наблюдения за поведением в момент формирования памяти у человека, животных, к тому, как память хранится за счет работы генома нервных клеток?

Первые шаги в этом отношении сделал молодой начавший молодым заниматься памятью немецкий исследователь Эббингауз, он наткнулся на книгу «Объективной психологии» Лунта, который описывал объективно психологические исследования восприятий, и подумал о том, что, может быть, память человека можно исследовать таким же образом? И он насочинял небольшое количество бессмысленных слогов, которые написал на табличках, тасовал эти таблички и показывал их самому себе, потом, проверяя через некоторое время свою способность вспомнить их через разные интервалы времени. И одна из первых вещей, которая была им обнаружена, что память в момент запоминания, проходит две фазы. Первая - это короткая фаза в течение первых минут после получения новой информации, где мы способны хранить почти всю полученную информацию.

Затем происходит резкое уменьшение объема заполненной информацией, но оставшаяся после этого периода информация хранится очень долго. Она способна хранится на неизменном уровне в течение недели или даже месяцев, как обнаружил Эббингауз. Таким образом, Эббингауз сделал фундаментальное открытие - он показал, что процессы запоминания неравномерны и имеют две фазы. Первую кратковременную, где хранится много информации, и вторую, долговременную, где объем информации невелик, но она поддерживается в течение длительного времени.

Очень быстро, вдохновленный работами Эббингауза, два других немецких психолога Мюллер и Плезеке, работавшие в Геттингене в конце 19-го века, задались вопросом, а что происходит на границе этого перехода от одной фазы памяти к другой? Активный ли это процесс? И они показали, что, если в момент запоминания и перехода от кратковременной в долговременную память человеку дается новая задача, которую он должен запомнить, то эта новая задача мешает запоминанию старой информации, интерферирует с ним. Они назвали это ретроградной интерференцией, влиянием новой информации назад, на процесс, который происходит в мозге.

Исходя из этого, они решили, что в мозге, когда происходит запоминание, идет очень активный процесс, и он требует максимального количества ресурсов. Если мозгу дать в это время другую задачу, то вторая задача перекрывает первую, и не дает памяти сформироваться. Очень интересно, что, если эти вторую задачу давать чуть позже, через 15-20 минут, то этого не происходит. Из этого они сделали важный вывод, что память переходит в мозге в этом переходном этапе в устойчивую фазу хранения.

Неврологи очень быстро подтвердили это своими наблюдениями, что в случаях нарушений, связанных, например, с контузиями, с сотрясениями мозга, память теряется на короткое время, предшествовавшее этому сотрясению, что опять говорит о том, что воздействие на активный процесс не дает запомниться недавней информации. Кстати, такие же вещи происходят и при судорожных припадках.

Стало ясно, что, первое - память можно исследовать объективно. Второе - что в формировании памяти существуют некие фазы, связанные с активными процессами в мозге, нервной системе, и, соответственно, эти активные процессы в нервной системе могут быть объектов для изучения, для того, чтобы понять, как формируется память.

Дальше был довольно большой период, когда фундаментальных открытий в этой области не было, потому что исследовать эти процессы на человеке чрезвычайно сложно. Вы же не будете искусственно травмировать или создавать сотрясение человеку для того, чтобы проверить, что он запомнил, что нет? Вы не сможете или, по крайней мере, в те годы нельзя было заглянуть в то, что происходит в мозге человека во время этих процессов. И поэтому следующий радикальный шаг в этой программе редукции психического, редукции души, движением молекул в клетках мозга был сделан, когда американский психолог Карл Дантон показал, что у животных все то же самое. Если хотите, это замечательная иллюстрация дарвиновской программы возвращения разума в природу.

Он показал, что крысы запоминают массу вещей. Это было известно до него во многих исследованиях. Дальше он показал следующую вещь. Что, если крысам после того, как они выучили какую-нибудь новую задачу, нанести интерферирующее воздействие, например, вызвать у них кратковременный приступ судорог электроконвульсивным шоком, то, если эти судороги наносятся сразу после того, как животное училось чем-то, оно не способно запомнить на долгое время эту информацию. У него есть кратковременная память, а долговременная память не формируется. То есть, это вот переход, который был открыт Эббингаузом, он есть у животных, и он точно также подвержен воздействию на нервную активность.

А оказалось, что так же, как в опытах Мюллера и Плезейкера, если этот электроконвульсивный шок отодвинуть, например, на 15 минут после сеанса обучения, то он никак не влияет на формирующуюся память. Значит, эти процессы универсальны. И действительно, последующие 20-30 лет оказалось, что их можно наблюдать у всех животных, способных к обучению, начиная от приматов, и кончая беспозвоночными, например, виноградными улитками. Вы можете вызывать у виноградной улитки судорожную активность, введя специальные препараты, вызывающие судороги, и она запомнит то, чему она училась, если это судороги, которые наносятся сразу после обучения. Значит, это универсальная биология процесса.

Но дальше возник вопрос, если мы теперь обладаем инструментарием для моделирования памяти и ее консолидации в мозге животных, мы можем задать и следующий вопрос - каковы механизмы, что происходит в клетках мозга? Это была эпоха расцвета молекулярной биологии. И сразу несколько групп ученых подумал, что, то, что хранится в течение длительного времени как информация в клетках организма, должно быть связано с генетической информацией, потому что белки разрушаются очень быстро, значит, должны произойти какие-то изменения в активности геномов, которые связаны с ДНК нервных клеток и изменениями ее свойств.

И возникла гипотеза, что, может быть, формирование долговременной памяти, смотрите какой скачок от души, - это изменение в свойствах активности генома нервных клеток, изменение в свойствах работы и их ДНК.

Чтобы проверить это, шведский ученый Холгер Хеден (?) делал разнообразные и очень красивые эксперименты. Например, он учил крыс добираться до кормушки с едой по… балансируя по тонкой натянутой наклонной струне. И животные учились новому навыку, вестибулярному навыку, и моторному навыку ходить по этой струне. Или, например, доставать пищу лапой, которые животные не предпочитают доставать ее из цилиндра, а среди крыс есть так же, как среди нас, левши и правши, он смотрел какое это животное, а потом давал ему возможность достать только противоположной лапой. Опять животные учились.

Оказалось, что, когда животные учатся этим и другим задачам, в их мозге происходит всплеск экспрессии генов, происходит увеличение синтеза РНК и увеличение синтеза белка. И это происходит как раз в эту фазу сразу после приобретения новой информации и перехода ее в долговременную форму, которую открыл Эббингауз. То есть, здесь опять все совпадает.

Но в биологических исследованиях, как правило, вслед за чисто коррелятивными исследованиями, особенно, если это касается животных, где можно манипулировать биологическими процессами, следуют и причинные вопросы. Мало того, что одновременно с обучением увеличивается синтез РНК и белка, то есть, экспрессируются гены, важно задать - а нужны ли они для того, чтобы запомнилась новая информация? Это может быть случайно сопутствие одного процесса другому. И чтобы проверить это, очень быстро несколько групп исследователей, например, группа Флекснера в США, начали вводить животным, когда они учатся новой задаче, ингибитора синтеза белка или РНК, то есть, препятствовать этой волне, всплеску, экспрессии генов, сопровождающих процесс научения.

Оказалось, что животные при этом нормально учатся, у них не нарушаются никакие старые формы поведения уже выработанные, более того, они способны в течение короткого времени помнит то, чему научились. Но, как только дело доходит до длинной фазы перехода в долговременную память и хранения этой памяти в течение недели, месяцев, эта память у животных отсутствует. То есть, вмешательство в работу генома и препятствие синтезу молекул РНК и белков в моменты обучения не дает сформироваться долговременной памяти. Значит, долговременная память, действительно, зависит от работы генома нервных клеток. И очень важно понять тогда вопросы, что за гены включаются в нервных клетках, что запускает их в момент обучения, и каковы их функции? Каким образом это переходит в то, что мы способны ощущать сами как субъективный … наш субъективный опыт?

В середине 80-х (70-х) годов две группы исследователей, одна в Советском Союзе, а вторая в Германии и в Польше, одновременно обнаружили такие гены. В группе, работавшей у нас в стране, мы направлено искали эти гены вместе с сотрудниками в Институте молекулярной биологии и молекулярной генетики. И нам помогла их найти гипотеза, что процессы, происходящие в мозге в момент формирования нового опыта, может быть, вовлекают те же клеточные принципы и механизмы, которые вовлекаются в процессы развития нервной системы, установление связей и дифференцировкой клеток?

И, обнаружив работу одного из генов-регуляторов развития кодирующего белок, управляющий работой многих, многих других генов, так называемый «транскрипционный фактор», мы решили посмотреть,здесь эта экспрессия показана красным, видите, да, красным цветом в коре головного мозга у 19-дневного эмбриона крысы. Мы решили посмотреть, а что происходит во взрослом мозге с работой этого гена?

Оказалось, что животные, которые находятся в условиях знакомой им обстановке и не учатся ничему новому, практически не экспрессируют этот ген, нервные клетки не содержат продуктов работы этого гена. Но, как только животное попадает в ситуацию, которая для него нова и она ее запоминает, в мозге происходит взрыв экспрессии этого гена.

Причем, как вы видите, по полям этой экспрессии, эта экспрессия касается огромного количества нервных клеток. Расположен в самых разных структурах мозга. Как потом оказалось, места экспрессии очень сильно зависят оттого, какой субъективный индивидуальный опыт приобретается в данный момент мозгом. Для одних форм памяти - это одни зоны экспрессии, для других - другие. Мы вернемся еще к этому, когда будем говорить о картирование памяти.

А пока посмотрим на упрощенную схему того, что происходит в клетках нервной системы, когда возникает обучение? Стимулы, транслируясь в те или иные химически молекулы, действующие на мембрану нейрона, нервной клетки, передают сигналы через цитоплазму клетки к ядру. И здесь и активируются гены, которые я показал, один из них на предыдущем слайде, это транскрипционный фактор цефос (?).

Транскрипционные факторы отличаются тем, что синтезируемые ими белки - это появление белков в цитоплазме - не остаются в цитоплазме, а возвращаются назад в ядро. И в случае с генами семейств цефос и цеджун, второй ген, который, оказалось, тоже активируется в ряде ситуации обучения, они образуют сложные комплексы белков друг с другом, способные влиять на огромное количество участков в геноме нервной клетки. Эти участки - это регуляторные участки других генов. Иначе говоря, сигнал, приходящий к нервной клетке при обучении, через многие, многие входы, переходит в узкое место активации нескольких транскрипционных факторов, а дальше их эффект разветвляется и изменяет программу работу целой клетки, потому что некоторые из этих генов - мишеней, регулируемых транскрипционными факторами, увеличивают свою активность, а некоторые - подавляются. Если хотите, клетка перестраивает программу своей работы под влиянием ситуации обучения.

Чем эта схема оказалась интересной? Во-первых, оказалось, что формирование памяти проходит как бы две фазы синтеза белка и экспрессии генов. Первая - это сразу после обучения, тогда, когда это видел Эббингауз, и тогда активируются так называемые ранние гены. Но, вслед за этим существует вторая волна активации после действия продуктов ранних генов на геном. Так называемые поздние гены.

Второе - поскольку структура ранних генов, их регуляторные участки, а также их способность действовать на определенные регуляторные участки других генов были хорошо изучены в клеточной биологии, появилась возможность расшифровать и другие два вопроса. Значит, мы, первое - узнали какие это гены? Второе - двигаясь назад от таких генов, вот здесь показан, например, один из ранних генов. Вы видите, что на регуляторном участке этого гена, представленном вот этой последовательностью, группируется масса транскрипционных факторов, среди которых есть фос и джуна, о которых я говорил, есть гены, имеющие другие название, есть транскрипционный фактор, имеющие другие названия, например, креп.

И оказалось, что, двигаясь назад по этой цепочке, задавая вопрос при обучении, активировались ранние гены, что их вызвало, какие сигналы сели на их регуляторные участки, какие сигналы вызвали связывание регуляторов с их регуляторными участками, какие из вторичных посредников клетки передали эти сигналы, и, наконец, какие рецепторы были активированы?

Удалось расшифровать последовательность сигналов от ядра, от мембраны к геному нервной клетки, работающих при обучении. И один из пионеров в этих исследованиях, американский нейробиолог Эрик Кендел из Колумбийского университета получил Нобелевскую премию за расшифровку этого каскада.

В этих исследованиях есть масса интересных следствий. Они оказались неожиданными. Например, оказалось, что дефекты в некоторых из этих элементов каскада не только вызывают нарушение обучения у взрослых животных, но и являются причиной заболеваний, связанных с нарушениями умственного развития у детей. Это удивительная вещь. Потому что такие заболевания, например, синдром Рубинштейна-Тейби считались в течение долгого времени врожденными заболеваниями. Теперь мы поняли, что в действительности это нарушения, которые ведут к недостаткам возможности раннего обучения, формирование памяти у ребенка в первые недели, месяцы их жизни. И именно из-за этого нарушается умственное развитие.

И следствия для этого тоже разные. Одно дело, когда по медицинским причинам этот ребенок может получать те или иные препараты, улучшающие эти способности обучения; другое дело, было считать, что это врожденное заболевание, которое не подвергается терапии после рождения.

Другая неожиданная вещь, которая постепенно стала выясняться в расшифровке этих каскадов, что они жутко, действительно, напоминают по своим составным частям те клеточные процессы, которые происходят во время дифференцировки нервных клеток в развивающемся мозге. Они используют часто одни и те же молекулы сигнальные, причем, некоторые из этих молекул вначале были открыты при развитии, а потом, оказалось, как, например, различные нейротрофины, что они являются сигнальными молекулами и в моменты обучения.

А другие молекулы, например, глютамат и энметилдуеспартатные рецепторы, которые принимают его, вначале исследовались в связи с обучением, а потом оказалось, что они играют критическую роль и во время, зависимое от активности стадии установления нервных связей в развитии. Точно также касалось и различных вторичных мессенджеров протеинкиназ, и, наконец, транскрипционных факторов и генов-мишеней.

В результате мы получаем картину, что, когда мы смотрим на развитие и обучение, мы видим очень сходные молекулярные каскады. Это означает, что каждый эпизод развития очень напоминает эпизод обучения, или, что во взрослом мозге процессы развития никогда не заканчиваются. Каждый акт познания для нас - это маленький эпизод морфогенеза и следующего развития. Но обратите внимание -какой? - под когнитивным контролем, в отличие оттого, что происходит во время эмбрионального развития. Иначе говоря, наши знания, наша психика, наш разум, определяя процессы приобретения новых знаний, являются также триггерами и для дифференцировки клеток, хранящих эти знания.

И, наконец, еще одно важное следствие. То, что память имеет молекулярные механизмы и многие из них связаны с процессами, происходящими не между клетками, а внутри клетки, когда сигнал передается от мембраны геному, означает, что кроме психотропных препаратов, которые появились в психиатрии в 50-х годах и способны действовать на передачу сигналов между нервными клетками, которые способны регулировать наше восприятие, эмоции, боль, поведение и так далее.

А в перспективе у нас появится, и начинают появляться мнемотропные препараты, которые обладают совершенно другим эффектом. Поскольку они действуют и должны будут действовать на процессы, происходящие уже после переработки информации в нервных сетях, связанных только с их хранением, мы не заметим их эффектов на наше поведение, они не будут иметь побочных эффектов возбуждения, торможения, изменения процессов нашего восприятия или внимания. Но они способны будут модулировать процессы запоминания информации на долгое время. И такие препараты сейчас ищутся.

Таким образом, вопросы молекулярной биологии памяти, возникшие из исследований биологических основ хранении информации в мозге, привели к следующим решениям: что формирование долговременной памяти основано на активации универсального каскада ранних и поздних генов, ведущей к перестройке обучающегося нейрона, его молекулярного, белкового фенотипа.

Мы также знаем из исследований последних лет, то, о чем я не говорил пока, что хранение памяти на протяжении жизни осуществляется за счет эпигенетических перестроек, то есть, изменяется состояние хроматина нервных клеток. Изменяется состояние эпигенетической памяти у нейрона, состояние дифференцировки клетки, хранящееся в результате обучения возможно также долго, как состояние дифференцировки клетки, сохраняющее ее свойства нервной клетки определенного типа в момент развития.

Вопрос: Насколько конечная наша память?

Ответ: Никакие из экспериментальных попыток определить объем и пределы памяти не приводили к лимитам. Например, в одном из экспериментов, проведенным канадским психологом Стенлингом, исследовалось, сколько лиц способны запомнить испытуемые студенты. И им показывали разные фотографии с интервалом коротким, а потом, через некоторые время, показывая две фотографии, просили узнать, какая из них показывалась, а какая является новой? Оказалось, что первое, что точность воспроизведения высока и не зависит от объема, то есть, все было ограничено только утомляемостью студентов. До 12 тысяч фотографий, например, воспроизводилось с точностью до 80 процентов.

Обратите внимание, здесь, конечно, важно, что делалось, здесь была память на узнавание, а не активное воспроизведение. Но, тем не менее, это другая форма памяти.

Вопрос: Добрый день! Студентка РГГУ, если вы позволите, я хотела бы задать следующий вопрос. Вот в вводной части лекции вы говорили о такой новой проблеме, как науке о мозге и наука о разуме. Это, безусловно, связано и с той проблематикой, которой вы занимаетесь, это искусственный интеллект. Вот со временем, мне кажется, интеллектуальные формы жизни должна стать адаптивными революционными развивающимися, что, в общем-то, может привести, выйти из-под контроля. Вот насколько сейчас данная проблематика изучается и когда она может стать актуальной? И второе, что, создавая вот такие новые формы интеллектуальной жизни, как вам кажется, мы будем готовы к развитию таких событий, когда эти новые интеллектуальные формы жизни станут, ну, возможно, таким же существами, как сейчас являемся мы, ведь когда-то это тоже не за горами и возможен такой вариант событий. Спасибо.

Ответ: Я боюсь ошибиться в прогнозе. Вообще, опыт последних лет показывает, что успехи, которые делаются в этой области, в области исследования мозга и разума, кстати, не в такой же степени в области искусственного интеллекта, там прогресс медленнее, но, тем не менее, настолько удивительны и непредсказуемы, что любые прогнозы могут оказаться ошибкой уже через несколько лет. Но мой прогноз будет следующим.

Мы пока не имеем существ, способных в качестве искусственного интеллекта к - первое: решению тех же задач, которые решает человек, даже приблизительно, особенно в условиях меняющихся адаптивных ситуаций.

Специалисты из ДАРПА, оборонного агентства США, пару лет назад начали новую программу искусственного интеллекта, сказав, что они перестают финансировать все исследования по классическим схемам искусственного интеллекта, потому что они посчитали, что в условиях решения адаптивных задач биологический мозг превосходит по эффективности лучший из существующих форм искусственного интеллекта, построенных на текущие архитектуры, в разы от миллиона до миллиарда раз. Представляете разница?! Это не вопрос скорости операций. Это вопрос способности к генерации новых решений в динамически меняющейся среде.

Когда будет преодолен этот барьер в миллионы и миллиард раз? Ну, может быть, это обозримое будущее, по крайней мере, несколько групп университетов и компания IBM начали исследование новой архитектуры, где элементы ее одновременно и учатся и способны вычислять, то есть, похоже на то, что делает реально нервная система, где нет отдельного хранилища памяти, а отдельно - информационных элементов.

Я думаю, что у искусственного интеллекта есть еще другая сложная проблема. Что до сих пор все системы, которые мы создаем, начальное условие их поведения вкладываются в них творцом человека, то есть, она не способна сама генерировать эти начальные условия. У нее не было эволюции. Но и это преодолевается в моделях искусственной жизни, эволюционной работике, где начинают с очень простых нервных сетей. Затем дают им развиваться в окружающей среде, решая постепенно адаптивные задачи. И даже сами адаптивные задачи возникают для этого интеллекта новые, которых не было заложено создателями.

Так что, может быть, в ближайшие 10-15 лет мы увидим существенный прогресс в этих областях. Достигнут ли они субъективного опыта и психики человека - это очень сложный вопрос, думаю, что нет.

Вопрос: Марина гимназия 1529. Если на сегодняшний день нам известны механизмы обучения человека, то как вы расцениваете возможность моментального изучения языков, моментального приобретения навыков человеком?

Ответ: Из того, что мы знаем про обучение у человека и животных, это процесс, который состоит из отдельных, повторяющихся актов. В каждом из них приобретается некая единица нового знания. Для того, чтобы освоить язык, мы не можем это сделать одним скачком. Для этого нужны тысячи, или десятки тысяч повторений у ребенка, который генерирует новые гипотезы относительно окружающего мира и звуков, которые он воспринимает, пробует их, отбрасывает их, утверждается, строит схему.

Перенести результаты такого обучения, которое, кстати, исторично в том смысле, что у каждого ребенка оно проходит по-своему, механически в голову другого человека или даже в искусственный интеллект, это невозможная сегодня задача. Одномоментного обучения новому языку невозможно так же, как одномоментное приобретение опыта пяти лет жизни ребенка.

Вопрос: Новиков Дмитрий, гимназия 1529, я хотел спросить, я слышал, есть такие препараты, способствующие улучшению развитию памяти, есть результаты, и какие процессы в мозге они купируют?

Ответ: Такие препараты существуют. Они известны давно. Некоторые из них - это средства, известные веками, это, как правило, растительные препараты. Другие из них, это химические препараты. Например, препараты из группы амфетаминового ряда, регулирующего процессы передачи сигналов в нервных клетках, использовались для стимуляции способностей к запоминанию, вниманию, обучению еще во время Второй мировой войны, причем, обеими сторонами, и немецкой и английской, и американкой.

В 50-е годы был бум их попыток использования их, например, и студентами для улучшения способностей запоминать большие объемы информации во время подготовки к экзаменам. И сейчас более мягкие версии этих препаратов, таких как риталин, например, ходят по…, по крайней мере, по американским университетам, и часть студентов пользуются ими. Но стало ясно, что они имеют побочные эффекты.

Что, во-первых, они не влияют специально на память, они являются психотропными, а не мнемотропными, они влияют на процессы, связанные с восприятием, вниманием, концентрацией, так далее.

Второе. К ним может вырабатываться зависимость, это очень неприятно. Чем в более раннем возрасте это происходит, тем более опасным это может оказаться. Сейчас создаются препараты, которые способны действовать на сигналы, передающиеся уже внутри нервной клетки. Часть из этих каскадов, которые были открыты, они запатентованы. Ищутся препараты, способные избирательно модулировать эти свойства памяти, без влияния на психотропную составляющую, то есть, на психогенную составляющую.

Рынок таких веществ пока очень мал, они создаются в основном для лечения все-таки нарушения памяти у пожилых людей, особенно при нейродегенеративных заболеваниях, но некоторые из них, может быть, будут использоваться в будущем и как когнитивные стимуляторы. По крайней мере, в последние годы ведется активная дискуссия об использовании таких когнитропных или мнемотропных препаратов здоровыми людьми. Об ответственности использования есть специальные этические комиссии, которые обсуждают, допустимо ли это или нет? Но тенденция тут явная. Такие витамины памяти.

На прощание мне хотелось сказать следующее, что вот, видите, вопросы, которые были заданы, они касались тех или иных технологий, то есть, возможности управления памятью, возможности получить сразу большой объем информации, возможности перенести и освоить язык за короткое время, возможности получить безопасные и эффективные таблетки улучшении памяти. Это все так. Но, поскольку мы находимся на канале «Культура», мне хочется сказать о другой стороне, что познания нашей памяти - это познание нами самих себя. Потому что, как сказал Габриэль Гарсия Маркес: «Жизнь - это не те дни, которые прожиты, а те, которые запомнены». И изучение механизмов работы мозга и памяти - это в значительной степени для ученых, исследующих этот вопрос, не проблема создания новых технологий, хотя это важно, а проблема следования древнему оракулу, инструктировавшему - познай самого себя!

Видео лекции Константина Анохина на телеканале «Культура»

Константин Анохин - профессор, член-корреспондент Российской академии медицинских наук, заведующий отделом системогенеза Института нормальной физиологии им. П.К. Анохина и руководитель российско-британской лаборатории нейробиологии памяти. Лекция посвящена новейшим исследованиям физиологии памяти, механизмам хранения, извлечения и воспроизведения информации, способности к запоминанию, зависимости процессов памяти от обстоятельств.

Стенограмма лекций Константина Владимировича Анохина :

На симпозиуме в Массачусетском технологическом институте, который назывался «Будущее мозга», выражая общее мнение многих. И есть все основания думать, что в 21-ом веке, в науке 21-го века наука о мозге и разуме будет занимать такое же место, как в 20-ом веке занимала наука о генах и наследственности. И за этим стоит очень конкретная мысль.

Точно так же, как наука о генах, молекулярная биология создала единый язык, объединив огромное количество биологических дисциплин единой концептуальной базой: собственно биологию, ее различные отрасли, биологию развитии я, эволюционную биологию, микробиологию, вирусологию, затем далее - молекулярную медицину, в том числе и молекулярную биологию мозга среди всех отраслей, точно так же ожидается, что развивающиеся в 21-ом веке науки о мозге и разуме будут цементирующим фактором, объединяющим и дающим объективные основания для всех видов человеческой интеллектуальной деятельности, всего, что связано с этим. Начиная от развития человека и нашей личности, образования, обучения, языка, культуры, и двигаясь в области, которые пока еще не почерпнули конкретные сведения о том, как это делает мозг, в области поведения человека в экономических ситуациях, которая получает сейчас название нейроэкономики. В области и поведения человека вообще в социальных системах. И в этом смысле социология, история, юриспруденция, искусство, потому что все искусство - это, с одной стороны, то, что генерирует человеческий мозг, а, с другой стороны, то, как наш человеческий мозг воспринимает что-то, как произведение искусства. Все они будут зависеть от этого нового синтеза, науке о мозге и разуме.

Но этот синтез многим из вас может казаться естественным. Я хочу противопоставить его тому, что было раньше, чтобы было понятно, где мы находимся и в какую фазу мы переходим?

Платон писал в одном из своих «Диалогов» о важности умения разделять природу по суставам, то есть, разделять ее на естественные составные части так, чтобы после этого анализа мы могли вернуться естественным образом к синтезу. Кстати, эту способность в устах Сократа Платон назвал диалектикой, противопоставляя это неумению некоторых поваров разрубать тело на разные части, несмотря на суставы, это ведет к бессмысленному набору частей, которые очень трудно потом синтезировать.

Вот у нас есть основание сегодня думать, что Платон в разделении природы по суставам, делал крупную ошибку. Великие умы делают великие ошибки. Он разделил мозг и разум, он разделил тело и душу. Вслед за этим такое разделение, разделение мозга и разума, укоренилось после трудов другого великого философа Рене Декарта. По Декарту, весь мир можно разделить на две фундаментальные части.

Первая - это протяженная материальная субстанция, res extensa - это наши тела, это наш мозг, это тела животных, то, чем обладают животные. А вторая - это бессмертная душа, не протяженная духовная субстанция, которой обладает только человек. Значит, животные - это автоматы, они способны вести себя без участия души и разума, человек же обладает душой, она определяет его действия. И эти два мира трудно совместимы, потому что это мир пространственных и непространственных явлений.

Вот, по сути, мы находимся в, как минимум, 400-летней традиции и инерции восприятия мира, разделенного на эти две части - мозг и разум. И то, что происходит сегодня в науках о мозге, почему это важный момент - стирает эту грань и показывает, что работа мозга - это и работа разума, что мозг работает как огромная популяция из миллионов, десятков миллионов, может быть, иногда сотен миллионов синхронно активирующихся, включающихся вместе с какую-то деятельность нервных клеток. Эти группы клеток, функциональная системы хранятся как структура нашего индивидуального опыта. А наш разум - есть манипуляция этими группами.

Таким образом, что одна группа способна вызывать к действию другую группу, и свойствами этих огромных групп являются не просто физиологические свойства, а те субъективные состояния - мысли, эмоции, переживания, которые мы и испытываем. В этом отношении наш мозг и разум едины.

Кстати, идеи такие же древние, как и идеи Платона о раздельности, потому что Аристотель придерживался как раз концепции единства мозга и разума, или души и тела.

Собственно, вот биологическую программу объединения мозга и разума, возвращения разума в природу, сформировал другой великий мыслитель 19-го века Чарльз Дарвин. И это очень важно. Он соединил назад разум животных и разум человека, введя эволюционную идею, он записал в своей записной книжке, которая называлась «М» - метафизическая, он начал ее под влиянием разговором с отцом, и записывал там свои мысли о поведении и разуме.

Кстати, после расшифровки этих записных книжек, опубликованных в 80-е годы, начинаем понимать, насколько глубок был Дарвин, и как он глубоко думал о мозге и разуме, и о душе и мышлении, так же глубоко, как о биологии в целом и об эволюции. И, как видите, он записал в 38-ом году, кстати, удивительно, за полтора месяца до его знаменитой записи, когда его осенила идея о естественном отборе, продиктованным чтением Мальтуса. Он записал это в августе 38-го года: «Происхождение человека теперь доказано, эти мысли бродили в нем.

И после этого метафизика должна процветать, потому что тот, кто понимает бабуина, сделает больше для метафизики, чем Локк». Это программа биологических исследований. Это программа, показывающая, что наш мозг и разум составляют единое целое. Разум является функцией мозга, возникавшей в эволюции. Она нужна была для адаптации, и мы не отличаемся от животных кардинальными свойствами присутствия души или разума и отсутствия их у животных. Мы должны создать новую теорию того, как мозг генерирует процессы мышления, сознания, психики, опираясь на эти эволюционные принципы.

И вот, собственно говоря, 20-й век стал свидетелем одной из таких радикальных программ. Когда то, что считалось на протяжении многих веков свойством человеческой души, память, и, кстати, еще в начале 20-го века в учебниках психологии вы могли увидеть такое определение: «Память - это свойство души». Так вот то, что считалось свойством нашей души, а это наша личность, наша память, наш субъективный опыт, был переведен в изучение того, как биологические процессы движут, формируют нашу память и как она работает в мозге.

Иначе говоря, в 20-ом веке наука о памяти, возникшая, как писал историк науки Ян Хакинг, чтобы секуляризовать душу, эту неподатливую сердцевину, западной мысли и практике, двигалась под влиянием трудов нескольких из выдающихся ее пионеров Эббингауза в Германии, Рибо во Франции, Корсакова в России, от философии к объективным исследованиям в философии. И потом, что более важно, к исследованиям памяти в работающем мозге. Память в середине 20-го века стала изучаться не как явление, находящееся вовне человеческого мозга и продукт человеческого мозга, но и как процессы, происходящие внутри человеческого мозга, когда он запоминает или извлекает воспоминания.

И объективных нейробиологических исследованиях памяти принято разделять вопрос о механизмах памяти на три вопроса, на три проблемы.

Первая - как память формируется в мозге? Вторая - как память хранится в мозге на протяжении многих лет? И третья - как память избирательно извлекается, когда это необходимо? Один из первых вопросов, который подвергся объективным исследованиям, был вопрос о формировании памяти. И здесь исследования за последние несколько десятков лет перешли от наблюдения за поведением в момент формирования памяти у человека, животных, к тому, как память хранится за счет работы генома нервных клеток?

Первые шаги в этом отношении сделал молодой начавший молодым заниматься памятью немецкий… Эббингауз, он наткнулся на книгу «Объективной психологии» Лунта, который описывал объективно психологические исследования восприятий, и подумал о том, что, может быть, память человека можно использовать таким же… можно исследовать таким же образом? И он насочинял небольшое количество бессмысленных слогов, которые написал на табличках, тасовал эти таблички и показывал их самому себе, потом, проверяя через некоторое время свою способность вспомнить их через разные интервалы времени. И одна из первых вещей, которая была им обнаружена, что память в момент запоминания, проходит две фазы. Первая - это короткая фаза в течение первых минут после получения новой информации, где мы способны хранить почти всю полученную информацию.

Затем происходит резкое уменьшение объема заполненной информацией, но оставшаяся после этого периода информация хранится очень долго. Она способна хранится на неизменном уровне в течение недели или даже месяцев, как обнаружил Эббингауз. Таким образом, Эббингауз сделал фундаментальное открытие - он показал, что процессы запоминания неравномерны и имеют две фазы. Первую кратковременную, где хранится много информации, и вторую, долговременную, где объем информации невелик, но она поддерживается в течение длительного времени.

Очень быстро, вдохновленный работами Эббингауза, два других немецких психолога Мюллер и Пильцекер, работавшие в Геттингене в конце 19-го века, задались вопросом, а что происходит на границе этого перехода от одной фазы памяти к другой? Активный ли это процесс? И они показали, что, если в момент запоминания и перехода от кратковременной в долговременную память человеку дается новая задача, которую он должен запомнить, то эта новая задача мешает запоминанию старой информации, интерферирует с ним. Они назвали это ретроградной интерференцией, влиянием новой информации назад, на процесс, который происходит в мозге.

Исходя из этого, они решили, что в мозге, когда происходит запоминание, идет очень активный процесс, и он требует максимального количества ресурсов. Если мозгу дать в это время другую задачу, то вторая задача перекрывает первую, и не дает памяти сформироваться. Очень интересно, что, если эти вторую задачу давать чуть позже, через 15-20 минут, то этого не происходит. Из этого они сделали важный вывод, что память переходит в мозге в этом переходном этапе в устойчивую фазу хранения.

Неврологи очень быстро подтвердили это своими наблюдениями, что в случаях нарушений, связанных, например, с контузиями, с сотрясениями мозга, память теряется на короткое время, предшествовавшее этому сотрясению, что опять говорит о том, что воздействие на активный процесс не дает запомниться недавней информации. Кстати, такие же вещи происходят и при судорожных припадках.

Стало ясно, что, первое - память можно исследовать объективно. Второе - что в формировании памяти существуют некие фазы, связанные с активными процессами в мозге, нервной системе, и, соответственно, эти активные процессы в нервной системе могут быть объектов для изучения, для того, чтобы понять, как формируется память.

Дальше был довольно большой период, когда фундаментальных открытий в этой области не было, потому что исследовать эти процессы на человеке чрезвычайно сложно. Вы же не будете искусственно травмировать или создавать сотрясение человеку для того, чтобы проверить, что он запомнил, что нет? Вы не сможете или, по крайней мере, в те годы нельзя было заглянуть в то, что происходит в мозге человека во время этих процессов. И поэтому следующий радикальный шаг в этой программе редукции психического, редукции души, движением молекул в клетках мозга был сделан, когда американский психолог Карл Дантон показал, что у животных все то же самое. Если хотите, это замечательная иллюстрация дарвиновской программы возвращения разума в природу.

Он показал, что крысы запоминают массу вещей. Это было известно до него во многих исследованиях. Дальше он показал следующую вещь. Что, если крысам после того, как они выучили какую-нибудь новую задачу, нанести интерферирующее воздействие, например, вызвать у них кратковременный приступ судорог электроконвульсивным шоком, то, если эти судороги наносятся сразу после того, как животное училось чем-то, оно не способно запомнить на долгое время эту информацию. У него есть кратковременная память, а долговременная память не формируется. То есть, это вот переход, который был открыт Эббингаузом, он есть у животных, и он точно также подвержен воздействию на нервную активность.

А оказалось, что так же, как в опытах Мюллера и Пильцекера, если этот электроконвульсивный шок отодвинуть, например, на 15 минут после сеанса обучения, то он никак не влияет на формирующуюся память. Значит, эти процессы универсальны. И действительно, последующие 20-30 лет оказалось, что их можно наблюдать у всех животных, способных к обучению, начиная от приматов, и кончая беспозвоночными, например, виноградными улитками. Вы можете вызывать у виноградной улитки судорожную активность, введя специальные препараты, вызывающие судороги, и она запомнит то, чему она училась, если это судороги, которые наносятся сразу после обучения. Значит, это универсальная биология процесса.

Но дальше возник вопрос, если мы теперь обладаем инструментарием для моделирования памяти и ее консолидации в мозге животных, мы можем задать и следующий вопрос - каковы механизмы, что происходит в клетках мозга? Это была эпоха расцвета молекулярной биологии. И сразу несколько групп ученых подумал, что, то, что хранится в течение длительного времени как информация в клетках организма, должно быть связано с генетической информацией, потому что белки разрушаются очень быстро, значит, должны произойти какие-то изменения в активности геномов, которые связаны с ДНК нервных клеток и изменениями ее свойств.

И возникла гипотеза, что, может быть, формирование долговременной памяти, смотрите какой скачок от души, - это изменение в свойствах активности генома нервных клеток, изменение в свойствах работы и их ДНК.

Чтобы проверить это, шведский ученый Хольгер Хиден делал разнообразные и очень красивые эксперименты. Например, он учил крыс добираться до кормушки с едой по… балансируя по тонкой натянутой наклонной струне. И животные учились новому навыку, вестибулярному навыку, и моторному навыку ходить по этой струне. Или, например, доставать пищу лапой, которые животные не предпочитают доставать ее из цилиндра, а среди крыс есть так же, как среди нас, левши и правши, он смотрел какое это животное, а потом давал ему возможность достать только противоположной лапой. Опять животные учились.

Оказалось, что, когда животные учатся этим и другим задачам, в их мозге происходит всплеск экспрессии генов, происходит увеличение синтеза РНК и увеличение синтеза белка. И это происходит как раз в эту фазу сразу после приобретения новой информации и перехода ее в долговременную форму, которую открыл Эббингауз. То есть, здесь опять все совпадает.

Но в биологических исследованиях, как правило, вслед за чисто коррелятивными исследованиями, особенно, если это касается животных, где можно манипулировать биологическими процессами, следуют и причинные вопросы. Мало того, что одновременно с обучением увеличивается синтез РНК и белка, то есть, экспрессируются гены, важно задать - а нужны ли они для того, чтобы запомнилась новая информация? Это может быть случайно сопутствие одного процесса другому. И чтобы проверить это, очень быстро несколько групп исследователей, например, группа Флекснера в США, начали вводить животным, когда они учатся новой задаче, ингибитора синтеза белка или РНК, то есть, препятствовать этой волне, всплеску, экспрессии генов, сопровождающих процесс научения.

Оказалось, что животные при этом нормально учатся, у них не нарушаются никакие старые формы поведения уже выработанные, более того, они способны в течение короткого времени помнить то, чему научились. Но, как только дело доходит до длинной фазы перехода в долговременную память и хранения этой памяти в течение недели, месяцев, эта память у животных отсутствует. То есть, вмешательство в работу генома и препятствие синтезу молекул РНК и белков в моменты обучения не дает сформироваться долговременной памяти. Значит, долговременная память, действительно, зависит от работы генома нервных клеток. И очень важно понять тогда вопросы, что за гены включаются в нервных клетках, что запускает их в момент обучения, и каковы их функции? Каким образом это переходит в то, что мы способны ощущать сами как субъективный … наш субъективный опыт?

В середине 80-х (70-х) годов две группы исследователей, одна в Советском Союзе, а вторая в Германии и в Польше, одновременно обнаружили такие гены. В группе, работавшей у нас в стране, мы направлено искали эти гены вместе с сотрудниками в Институте молекулярной биологии и молекулярной генетики. И нам помогла их найти гипотеза, что процессы, происходящие в мозге в момент формирования нового опыта, может быть, вовлекают те же клеточные принципы и механизмы, которые вовлекаются в процессы развития нервной системы, установление связей и дифференцировкой клеток?

И, обнаружив работу одного из генов-регуляторов развития кодирующего белок, управляющий работой многих, многих других генов, так называемый «транскрипционный фактор», мы решили посмотреть,здесь эта экспрессия показана красным, видите, да, красным цветом в коре головного мозга у 19-дневного эмбриона крысы. Мы решили посмотреть, а что происходит во взрослом мозге с работой этого гена?

Оказалось, что животные, которые находятся в условиях знакомой им обстановке и не учатся ничему новому, практически не экспрессируют этот ген, нервные клетки не содержат продуктов работы этого гена. Но, как только животное попадает в ситуацию, которая для него нова и она ее запоминает, в мозге происходит взрыв экспрессии этого гена.

Причем, как вы видите, по полям этой экспрессии, эта экспрессия касается огромного количества нервных клеток. Расположен в самых разных структурах мозга. Как потом оказалось, места экспрессии очень сильно зависят от того, какой субъективный индивидуальный опыт приобретается в данный момент мозгом. Для одних форм памяти - это одни зоны экспрессии, для других - другие. Мы вернемся еще к этому, когда будем говорить о картирование памяти.

А пока посмотрим на упрощенную схему того, что происходит в клетках нервной системы, когда возникает обучение? Стимулы, транслируясь в те или иные химически молекулы, действующие на мембрану нейрона, нервной клетки, передают сигналы через цитоплазму клетки к ядру. И здесь и активируются гены, которые я показал, один из них на предыдущем слайде, это транскрипционный фактор c-Fos.

Транскрипционные факторы отличаются тем, что синтезируемые ими белки - это появление белков в цитоплазме - не остаются в цитоплазме, а возвращаются назад в ядро. И в случае с генами семейств c-Fos и c-Jun, второй ген, который, оказалось, тоже активируется в ряде ситуации обучения, они образуют сложные комплексы белков друг с другом, способные влиять на огромное количество участков в геноме нервной клетки. Эти участки - это регуляторные участки других генов. Иначе говоря, сигнал, приходящий к нервной клетке при обучении, через многие, многие входы, переходит в узкое место активации нескольких транскрипционных факторов, а дальше их эффект разветвляется и изменяет программу работу целой клетки, потому что некоторые из этих генов - мишеней, регулируемых транскрипционными факторами, увеличивают свою активность, а некоторые - подавляются. Если хотите, клетка перестраивает программу своей работы под влиянием ситуации обучения.

Чем эта схема оказалась интересной? Во-первых, оказалось, что формирование памяти проходит как бы две фазы синтеза белка и экспрессии генов. Первая - это сразу после обучения, тогда, когда это видел Эббингауз, и тогда активируются так называемые ранние гены. Но, вслед за этим существует вторая волна активации после действия продуктов ранних генов на геном. Так называемые поздние гены.

Второе - поскольку структура ранних генов, их регуляторные участки, а также их способность действовать на определенные регуляторные участки других генов были хорошо изучены в клеточной биологии, появилась возможность расшифровать и другие два вопроса. Значит, мы, первое - узнали какие это гены? Второе - двигаясь назад от таких генов, вот здесь показан, например, один из ранних генов. Вы видите, что на регуляторном участке этого гена, представленном вот этой последовательностью, группируется масса транскрипционных факторов, среди которых есть фос и джуна, о которых я говорил, есть гены, имеющие другие название, есть транскрипционный фактор, имеющие другие названия, например, креп.

И оказалось, что, двигаясь назад по этой цепочке, задавая вопрос при обучении, активировались ранние гены, что их вызвало, какие сигналы сели на их регуляторные участки, какие сигналы вызвали связывание регуляторов с их регуляторными участками, какие из вторичных посредников клетки передали эти сигналы, и, наконец, какие рецепторы были активированы?

Удалось расшифровать последовательность сигналов от ядра, от мембраны к геному нервной клетки, работающих при обучении. И один из пионеров в этих исследованиях, американский нейробиолог Эрик Кендел из Колумбийского университета получил Нобелевскую премию за расшифровку этого каскада.

В этих исследованиях есть масса интересных следствий. Они оказались неожиданными. Например, оказалось, что дефекты в некоторых из этих элементов каскада не только вызывают нарушение обучения у взрослых животных, но и являются причиной заболеваний, связанных с нарушениями умственного развития у детей. Это удивительная вещь. Потому что такие заболевания, например, синдром Рубинштейна -Тэйби считались в течение долгого времени врожденными заболеваниями. Теперь мы поняли, что в действительности это нарушения, которые ведут к недостаткам возможности раннего обучения, формирование памяти у ребенка в первые недели, месяцы их жизни. И именно из-за этого нарушается умственное развитие.

И следствия для этого тоже разные. Одно дело, когда по медицинским причинам этот ребенок может получать те или иные препараты, улучшающие эти способности обучения; другое дело, было считать, что это врожденное заболевание, которое не подвергается терапии после рождения.

Другая неожиданная вещь, которая постепенно стала выясняться в расшифровке этих каскадов, что они жутко, действительно, напоминают по своим составным частям те клеточные процессы, которые происходят во время дифференцировки нервных клеток в развивающемся мозге. Они используют часто одни и те же молекулы сигнальные, причем, некоторые из этих молекул вначале были открыты при развитии, а потом, оказалось, как, например, различные нейротрофины, что они являются сигнальными молекулами и в моменты обучения.

А другие молекулы, например, глютамат- и NMDA-рецепторы, которые принимают его, вначале исследовались в связи с обучением, а потом оказалось, что они играют критическую роль и во время, зависимое от активности стадии установления нервных связей в развитии. Точно также касалось и различных вторичных мессенджеров протеинкиназ, и, наконец, транскрипционных факторов и генов-мишеней.

В результате мы получаем картину, что, когда мы смотрим на развитие и обучение, мы видим очень сходные молекулярные каскады. Это означает, что каждый эпизод развития очень напоминает эпизод обучения, или, что во взрослом мозге процессы развития никогда не заканчиваются. Каждый акт познания для нас - это маленький эпизод морфогенеза и следующего развития. Но обратите внимание -какой? - под когнитивным контролем, в отличие от того, что происходит во время эмбрионального развития. Иначе говоря, наши знания, наша психика, наш разум, определяя процессы приобретения новых знаний, являются также триггерами и для дифференцировки клеток, хранящих эти знания.

И, наконец, еще одно важное следствие. То, что память имеет молекулярные механизмы и многие из них связаны с процессами, происходящими не между клетками, а внутри клетки, когда сигнал передается от мембраны геному, означает, что кроме психотропных препаратов, которые появились в психиатрии в 50-х годах и способны действовать на передачу сигналов между нервными клетками, которые способны регулировать наше восприятие, эмоции, боль, поведение и так далее.

А в перспективе у нас появится, и начинают появляться мнемотропные препараты, которые обладают совершенно другим эффектом. Поскольку они действуют и должны будут действовать на процессы, происходящие уже после переработки информации в нервных сетях, связанных только с их хранением, мы не заметим их эффектов на наше поведение, они не будут иметь побочных эффектов возбуждения, торможения, изменения процессов нашего восприятия или внимания. Но они способны будут модулировать процессы запоминания информации на долгое время. И такие препараты сейчас ищутся.

Таким образом, вопросы молекулярной биологии памяти, возникшие из исследований биологических основ хранении информации в мозге, привели к следующим решениям: что формирование долговременной памяти основано на активации универсального каскада ранних и поздних генов, ведущей к перестройке обучающегося нейрона, его молекулярного, белкового фенотипа.

Мы также знаем из исследований последних лет, то, о чем я не говорил пока, что хранение памяти на протяжении жизни осуществляется за счет эпигенетических перестроек, то есть, изменяется состояние хроматина нервных клеток. Изменяется состояние эпигенетической памяти у нейрона, состояние дифференцировки клетки, хранящееся в результате обучения возможно также долго, как состояние дифференцировки клетки, сохраняющее ее свойства нервной клетки определенного типа в момент развития.

Давайте, мы закончим вот этот фрагмент. По-моему, я говорю 42 минуты, да? У нас есть некоторое время на вопросы?

Вопрос: (плохо слышно) У меня такой вопрос. … теория, ..бессознательно быть…

Ответ: Может. Я расскажу об этом во второй части.

Вопрос: Спасибо. И тогда второй вопрос. Насколько конечная наша память…

Ответ: Никакие из экспериментальных попыток определить объем и пределы памяти не приводили к лимитам. Например, в одном из экспериментов, проведенным канадским психологом Стенлингом, исследовалось, сколько лиц способны запомнить испытуемые студенты. И им показывали разные фотографии с интервалом коротким, а потом, через некоторые время, показывая две фотографии, просили узнать, какая из них показывалась, а какая является новой? Оказалось, что первое, что точность воспроизведения высока и не зависит от объема, то есть, все было ограничено только утомляемостью студентов. До 12 тысяч фотографий, например, воспроизводилось с точностью до 80 процентов.

Обратите внимание, здесь, конечно, важно, что делалось, здесь была память на узнавание, а не активное воспроизведение. Но, тем не менее, это другая форма памяти.

Вопрос: Добрый день!

Ответ: Добрый день.

Вопрос: Студентка РГГУ, если вы позволите, я хотела бы задать следующий вопрос. Вот в вводной части лекции вы говорили о такой новой проблеме, как наука о мозге и наука о разуме. Это, безусловно, связано и с той проблематикой, которой вы занимаетесь, это искусственный интеллект. Вот со временем, мне кажется, интеллектуальные формы жизни должна стать адаптивными революционными развивающимися, что, в общем-то, может привести, выйти из-под контроля. Вот насколько сейчас данная проблематика изучается и когда она может стать актуальной? И второе, что, создавая вот такие новые формы интеллектуальной жизни, как вам кажется, мы будем готовы к развитию таких событий, когда эти новые интеллектуальные формы жизни станут, ну, возможно, таким же существами, как сейчас являемся мы, ведь когда-то это тоже не за горами и возможен такой вариант событий. Спасибо.

Ответ: Я боюсь ошибиться в прогнозе. Вообще, опыт последних лет показывает, что успехи, которые делаются в этой области, в области исследования мозга и разума, кстати, не в такой же степени в области искусственного интеллекта, там прогресс медленнее, но, тем не менее, настолько удивительны и непредсказуемы, что любые прогнозы могут оказаться ошибкой уже через несколько лет. Но мой прогноз будет следующим.

Мы пока не имеем существ, способных в качестве искусственного интеллекта к - первое: решению тех же задач, которые решает человек, даже приблизительно, особенно в условиях меняющихся адаптивных ситуаций.

Специалисты из ДАРПА, оборонного агентства США, пару лет назад начали новую программу искусственного интеллекта, сказав, что они перестают финансировать все исследования по классическим схемам искусственного интеллекта, потому что они посчитали, что в условиях решения адаптивных задач биологический мозг превосходит по эффективности лучший из существующих форм искусственного интеллекта, построенных на текущие архитектуры, в разы от миллиона до миллиарда раз. Представляете разница?! Это не вопрос скорости операций. Это вопрос способности к генерации новых решений в динамически меняющейся среде.

Когда будет преодолен этот барьер в миллионы и миллиард раз? Ну, может быть, это обозримое будущее, по крайней мере, несколько групп университетов и компания IBM начали исследование новой архитектуры, где элементы ее одновременно и учатся и способны вычислять, то есть, похоже на то, что делает реально нервная система, где нет отдельного хранилища памяти, а отдельно - информационных элементов.

Я думаю, что у искусственного интеллекта есть еще другая сложная проблема. Что до сих пор все системы, которые мы создаем, начальное условие их поведения вкладываются в них творцом человека, то есть, она не способна сама генерировать эти начальные условия. У нее не было эволюции. Но и это преодолевается в моделях искусственной жизни, эволюционной работике, где начинают с очень простых нервных сетей. Затем дают им развиваться в окружающей среде, решая постепенно адаптивные задачи. И даже сами адаптивные задачи возникают для этого интеллекта новые, которых не было заложено создателями.

Так что, может быть, в ближайшие 10-15 лет мы увидим существенный прогресс в этих областях. Достигнут ли они субъективного опыта и психики человека - это очень сложный вопрос, думаю, что нет.

Вопрос: ….Марина… гимназия 1529. если на сегодняшний день нам известны механизмы обучения человека, то как вы расцениваете возможность моментального изучения языков, моментального приобретения навыков человеком, которые… многие контакты?

Ответ: Из того, что мы знаем про обучение у человека и животных, это процесс, который состоит из отдельных, повторяющихся актов. В каждом из них приобретается некая единица нового знания. Для того, чтобы освоить язык, мы не можем это сделать одним скачком. Для этого нужны тысячи, или десятки тысяч повторений у ребенка, который генерирует новые гипотезы относительно окружающего мира и звуков, которые он воспринимает, пробует их, отбрасывает их, утверждается, строит схему.

Перенести результаты такого обучения, которое, кстати, исторично в том смысле, что у каждого ребенка оно проходит по-своему, механически в голову другого человека или даже в искусственный интеллект, это невозможная сегодня задача. Одномоментного обучения новому языку невозможно так же, как одномоментное приобретение опыта пяти лет жизни ребенка.

Вопрос: Спасибо.

Ответ: Пожалуйста. Перерыв? Как мы думаем, перерыв или есть еще вопросы?

Вопрос: Новиков Дмитрий, гимназия 1529, я хотел спросить, я слышал, есть такие препараты, способствующие улучшению развитию памяти, есть результаты, и какие процессы в мозге они купируют?

Ответ: Такие препараты существуют. Они известны давно. Некоторые из них - это средства, известные веками, это, как правило, растительные препараты. Другие из них, это химические препараты. Например, препараты из группы амфетаминового ряда, регулирующего процессы передачи сигналов в нервных клетках, использовались для стимуляции способностей к запоминанию, вниманию, обучению еще во время Второй мировой войны, причем, обеими сторонами, и немецкой и английской, и американкой.

В 50-е годы был бум их попыток использования их, например, и студентами для улучшения способностей запоминать большие объемы информации во время подготовки к экзаменам. И сейчас более мягкие версии этих препаратов, таких как риталин, например, ходят по…, по крайней мере, по американским университетам, и часть студентов пользуются ими. Но стало ясно, что они имеют побочные эффекты.

Что, во-первых, они не влияют специально на память, они влияют, скорее, на процессы, связанные вот... они являются психотропными, а не мнемотропными, они влияют на процессы, связанные с восприятием, вниманием, концентрацией, так далее.

Второе. К ним может вырабатываться зависимость, это очень неприятно. Чем в более раннем возрасте это происходит, тем более опасным это может оказаться. Сейчас создаются препараты, которые способны действовать на сигналы, передающиеся уже внутри нервной клетки. Часть из этих каскадов, которые были открыты, они запатентованы. Ищутся препараты, способные избирательно модулировать эти свойства памяти, без влияния на психотропную составляющую, то есть, на психогенную составляющую.

Рынок таких веществ пока очень мал, они создаются в основном для лечения все-таки нарушения памяти у пожилых людей, особенно при нейродегенеративных заболеваниях, но некоторые из них, может быть, будут использоваться в будущем и как когнитивные стимуляторы. По крайней мере, в последние годы ведется активная дискуссия об использовании таких когнитропных или мнемотропных препаратов здоровыми людьми. Об ответственности использования есть специальные этические комиссии, которые обсуждают, допустимо ли это или нет? Но тенденция тут явная. Такие витамины памяти.

Перерыв? У нас есть 10 минут.

Голос за кадром: Нам нужно записать ваше прощание с аудиторией, можно сделать?

-Хорошо. Да, давайте.

На прощание мне хотелось сказать следующее, что вот, видите, вопросы, которые были заданы, они касались тех или иных технологий, то есть, возможности управления памятью, возможности получить сразу большой объем информации, возможности перенести и освоить язык за короткое время, возможности получить безопасные и эффективные таблетки улучшении памяти. Это все так. Но, поскольку мы находимся на канале «Культура», мне хочется сказать о другой стороне, что познания нашей памяти - это познание нами самих себя. Потому что, как сказал Габриэль Гарсия Маркес: «Жизнь - это не те дни, которые прожиты, а те, которые запомнены». И изучение механизмов работы мозга и памяти - это в значительной степени для ученых, исследующих этот вопрос, не проблема создания новых технологий, хотя это важно, а проблема следования древнему оракулу, инструктировавшему - познай самого себя!

Давайте будем обращать внимание и на это. Спасибо большое.

Константи́н Влади́мирович Ано́хин (род. 3 октября ) - российский учёный, нейробиолог , профессор, член-корреспондент РАН и РАМН . Руководитель отдела нейронаук .

Окончил лечебный факультет в 1980 г. В 1984 закончил аспирантуру при НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина РАМН, защитив кандидатскую диссертацию «Роль холецистокинина в механизмах пищевого насыщения». В 1992 состоялась защита докторской диссертации на тему «Ранние гены в механизмах обучения и памяти». Получил звание профессора. В 2002 был избран членом-корреспондентом РАМН по специальности «нейробиология», а в 2008 - членом-корреспондентом РАН по специальности «нанобиотехнология».

Лекции

• (недоступная ссылка с 02-08-2015 (1463 дня)) - об исследованиях по расшифровке механизмов мышления, включая регистрацию мыслительных процессов в мозге человека и животных и создание устройств, способных декодировать мысли и передавать их как сигналы;
• : видеолекция. (Видеолекция о том, что такое память человека и как хранится информация.)

Напишите отзыв о статье "Анохин, Константин Владимирович"

Примечания

Отрывок, характеризующий Анохин, Константин Владимирович

Пьер не остался обедать, а тотчас же вышел из комнаты и уехал. Он поехал отыскивать по городу Анатоля Курагина, при мысли о котором теперь вся кровь у него приливала к сердцу и он испытывал затруднение переводить дыхание. На горах, у цыган, у Comoneno – его не было. Пьер поехал в клуб.
В клубе всё шло своим обыкновенным порядком: гости, съехавшиеся обедать, сидели группами и здоровались с Пьером и говорили о городских новостях. Лакей, поздоровавшись с ним, доложил ему, зная его знакомство и привычки, что место ему оставлено в маленькой столовой, что князь Михаил Захарыч в библиотеке, а Павел Тимофеич не приезжали еще. Один из знакомых Пьера между разговором о погоде спросил у него, слышал ли он о похищении Курагиным Ростовой, про которое говорят в городе, правда ли это? Пьер, засмеявшись, сказал, что это вздор, потому что он сейчас только от Ростовых. Он спрашивал у всех про Анатоля; ему сказал один, что не приезжал еще, другой, что он будет обедать нынче. Пьеру странно было смотреть на эту спокойную, равнодушную толпу людей, не знавшую того, что делалось у него в душе. Он прошелся по зале, дождался пока все съехались, и не дождавшись Анатоля, не стал обедать и поехал домой.
Анатоль, которого он искал, в этот день обедал у Долохова и совещался с ним о том, как поправить испорченное дело. Ему казалось необходимо увидаться с Ростовой. Вечером он поехал к сестре, чтобы переговорить с ней о средствах устроить это свидание. Когда Пьер, тщетно объездив всю Москву, вернулся домой, камердинер доложил ему, что князь Анатоль Васильич у графини. Гостиная графини была полна гостей.
Пьер не здороваясь с женою, которую он не видал после приезда (она больше чем когда нибудь ненавистна была ему в эту минуту), вошел в гостиную и увидав Анатоля подошел к нему.
– Ah, Pierre, – сказала графиня, подходя к мужу. – Ты не знаешь в каком положении наш Анатоль… – Она остановилась, увидав в опущенной низко голове мужа, в его блестящих глазах, в его решительной походке то страшное выражение бешенства и силы, которое она знала и испытала на себе после дуэли с Долоховым.
– Где вы – там разврат, зло, – сказал Пьер жене. – Анатоль, пойдемте, мне надо поговорить с вами, – сказал он по французски.
Анатоль оглянулся на сестру и покорно встал, готовый следовать за Пьером.
Пьер, взяв его за руку, дернул к себе и пошел из комнаты.
– Si vous vous permettez dans mon salon, [Если вы позволите себе в моей гостиной,] – шопотом проговорила Элен; но Пьер, не отвечая ей вышел из комнаты.
Анатоль шел за ним обычной, молодцоватой походкой. Но на лице его было заметно беспокойство.
Войдя в свой кабинет, Пьер затворил дверь и обратился к Анатолю, не глядя на него.
– Вы обещали графине Ростовой жениться на ней и хотели увезти ее?

Константин Анохин родился в Москве в 1957 году. В 1980 году окончил лечебный факультет Первого московского медицинского института имени Сеченова. В 1984 году защитил кандидатскую диссертацию в НИИ нормальной физиологии имени Анохина. В 1992 получил степень доктора медицинских наук за диссертацию «Ранние гены в механизмах обучения и памяти».

С середины 1980-х годов исследует молекулярные, клеточные и нервные механизмы памяти, её формирование, хранение и извлечение. В последние годы ведёт исследование биологических основ сознания. В 2002 году избран членом-корреспондентом Российской академии медицинских наук, а в 2008 - членом-корреспондентом Российской академии наук. С 2011 года руководит отделением нейронаук в Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт».

Ольга Орлова: Вы и ваши коллеги, говоря об устройстве мозга, как правило, имеете в виду место, где хранится информация. Например, вы неоднократно использовали метафору Вавилонской библиотеки из рассказа Борхеса. И в таких случаях людям, далеким от науки легко понять, что где-то у нас в организме складываются какие-то кусочки информации. Но, с другой стороны, мы ещё думаем, что наше сознание связано с такими вещами, как память чувств, в конце концов - душа. Как быть с этим? Такие вещи для вас вне науки?

Нет, это ошибка. Во-первых, любая метафора имеет свои границы. Это всегда способ объяснить что-то. Это не модель. Метафора мозга как большой телефонной станции не означает, что наш мозг - это большая станция. Мы хотим понять мозг как мозг. Вавилонская библиотека тоже несёт какую-то идею, которую нужно объяснить. И основная идея этой метафоры: Вавилонской библиотека безгранична, как считал Борхес. Энтузиасты посчитали, что она на невероятное гиперастрономическое число степеней превосходит видимую Вселенную.

И наш разум, наше сознание, наша душа, если хотите, имеет такое количество степеней свободы, она может создать такое количество миров в себе, которое нельзя сосчитать. В ней содержатся все образы того, что мы видели каждую секунду, она может генерировать то, что мы видим, это то, что создают эти клетки мозга. Все восходы и закаты, все кадры фильмов, которые мы когда-либо видели, все мелодии, которые мы когда-либо услышали, и более того, все восходы и закаты, которые когда-либо человечество сможет увидеть или все фильмы, которые когда-либо оно сможет увидеть, все книги и поэмы, которые когда-либо сможет прочитать. Это бесконечность.

Есть ещё другая сторона, когда вы сказали про память чувств, что Вавилонская библиотека (это может вводить в заблуждение) - это текст. Это что-то, что хранится. И наш разум и сознание - это первое, что мы способны в нём создать как некий образ, но и другая сторона - это то, что мы помним. Если я вас спрошу, попытайтесь вспомнить какие-нибудь из закатов, которые вы видели в своей жизни. Вы, наверное, несколько вспомните особенно красивых. На самом деле вы видели сотни и тысячи закатов. То есть в вашей памяти остаются далеко не все. Но и то, что создаётся в этой библиотеке, и то, что остаётся потом небольшая часть в виде текстов - это не только справочная информация. В вашей или моей Вавилонской библиотеке и первый поцелуй, и рождение ребёнка, и, может быть, смерть близкого человека, и все эмоции и чувства, которые мы испытывали. И «Тристан и Изольда», и «Ромео и Джульетта» - они все в этой Вавилонской библиотеке.

Чуть раньше вы употребили через запятую «разум, сознание, душа». В истории культуры, в истории искусств традиционно противопоставлялись разум и душа. А для нейробиолога это через запятую, это почти знак равенства?

Я думаю, что мы разберёмся с этим. То, что мы называем разумом - это некоторая структура, которая есть у нас, и мы несём и храним её в любое время, даже когда мы находимся без сознания. Например, во время глубокого сна без сновидений. Сознание - это процесс в этой структуре. Когда она активна и там что-то происходит, то наш разум бодрствует, мы находимся в сознании.

Душа, поскольку это очень древнее понятие, оно в себя очень многое включает, но более сложное. Когда мы говорим, что душа отлетает во время сна и возвращается, как древние греки, в момент пробуждения, то мы говорим, наверное, о сознании. С другой стороны, душа содержит всё наше «я». Нам трудно представить понятие души без того внутреннего содержания. Я думаю, что на самом деле душа - это та часть нашего разума, которая не просто рациональна, она эмоциональна. Это всё, что накоплено нашим опытом. А наш субъективный опыт есть продукт работы нервных клеток. Я могу это сказать другим образом. Нет мозга - нет души, нет психики. Наш мозг умирает - душа не остаётся.

- Получается, что мы - это наш мозг?

Это было бы слишком просто. С одной стороны, мы - это наш мозг. С другой стороны, это наш мозг, организованный определённым образом. В нём должна быть записана вся эта информация Вавилонской библиотеки. Она должна туда как-то попасть. Эти тексты должны возникнуть.

Представьте себе, что у вас есть эта библиотека, в которой огромное количество букв и слов, но которые не образуют смыслов. Можете ли вы себе представить ситуацию, что есть мозг, который не содержит развитого разума, интеллекта, души и чувств? Вполне может быть, есть трагические случаи, когда рождаются дети с интеллектуальным недоразвитием. Они не развиваются. Они имеют некоторые задатки, которые дала эволюция, но большого глубокого содержания… Тогда, просто глядя на мозг, вы не увидите это по сегодняшним понятиям. Вы должны понять, что за свойства организации, которые возникают в этом мозге.

Поэтому вещь, которую мне последние несколько лет кажется очень важным понять - это то, как должен быть организован мозг, чтобы в нём появился разум. Разум - это некая надстройка над просто физической материей мозга.

А мы понимаем хотя бы какие-то базовые принципы, как рождается мысль на нейрофизиологическом уровне, именно на уровне клеток?

Да, мы понимаем. Для меня сверхзадачей является создать такую теорию, которая позволит для самых разных видов нервной системы - человека, обезьяны - объяснить, как на основе работы нервных клеток появляются вся система разума. Я думаю, что эта теория достаточно простая. Она должна быть простой и красивой. Она должна объяснять, как в эволюции появлялся разум. Так же как глаз изобретался эволюцией много раз, судя по всему, разум, интеллект изобретался тоже очень много раз в самых разных таксонах, которые шли деревьями эволюции, не встречающимися друг с другом. Один, например - это у моллюсков. И мы знаем сегодня, что осьминоги обладают очень развитым интеллектом. Другой - у птиц. Значит, эволюция, имея какие-то базовые принципы, изобретала разум и, возможно, создавала его не один раз.

Решение должно быть простым и красивым. Оно должно автоматически выводить из некоторых фундаментальных принципов, свойства, которые мы знаем в отношении разума. Как он возникает? Откуда у ребёнка, который родился таким же, как многие другие, имеет такой же эволюционный опыт, появляется всё богатство его индивидуального опыта? Как появляются эти новые элементы, как они связаны друг с другом? Как она мысль влечёт за собой другие? Где они все хранятся? Как мы способны за несколько сот миллисекунд в этой огромной библиотеке мыслей, содержания нашего опыта, чувств, эмоций вытягивать нужную нам? Как организован этот поиск? Какова эта архитектура?

Я думаю, что простой ответ, короткий ответ заключается в следующем. Что наш мозг - это огромная сеть. Она очень похожа на сеть огней в большом городе или сеть интернета, социальную сеть.

- 86 миллиардов огней?

Да, 86 миллиардов огней. Это больше, чем какой-либо город, который мы видим и знаем. И они связаны между собой. Они ещё имеют провода. Это физически связанная сеть. Но наш разум автоматически не живёт в этой сети, он должен там появиться. И он появляется как гиперсеть. Ключевое слово для понимания разума, на мой взгляд, теория, которая описывала то, что из себя представляет разум, что это тоже сеть. Это сеть, в которой элементами являются элементы нашего субъективного опыта. Они могут быть разными, они могут быть целостными воспоминаниями.

- Это сеть над сетью?

Да, сеть над сетью. Когда вы говорите, что сеть, у вас сразу же возникает: первое - у сети должны быть какие-то узлы, единицы, которые должны быть как-то связаны.

- Динамика процесса должна быть.

Вы можете потянуть за одну, узнать, какие активируются другие. Когда я вам скажу «Том Круз», вы вытащите из памяти фильмы, которые вы видели, может быть, девушки, с которыми он был знаком, эпизоды, в которых вы… Дальше можете вспомнить, когда вы смотрели эти фильмы, что с вами происходило, с кем вы в это время были. Это огромная сеть, по которой распространяется… Но сеть, обратите внимание - это не просто нервные клетки, это ваш субъективный опыт. Каждый из элементов - глаза Тома Круза, его причёска, его рост - это какие-то элементы, которыми вы как целое, как личность, соотносились с окружающим миром в каких-то контактах.

Как образуются узлы и связи в этой сети? Термин «гиперсеть» объясняет математически или геометрически, как это происходит. Гиперсеть - это такая сеть, где узлом в этой сети является какая-то совокупность узлов ниже лежащей сети. Каждый из таких элементов нашего опыта - это много-много клеток. Но вместе они образуют что-то новое. У этой пирамиды есть вершина. И вершина несёт другие свойства, чем много-много элементов. У вас есть хвост, шерсть, цвет, уши - они вместе образуют собаку. И она что-то для вас значит. Вещь, которую очень сложно понять и исследовать - во-первых, откуда берётся собака, а, во-вторых, как собака связана с кошкой, с вами и так далее, то есть как образуются связи в этой гиперсети.

Это сложно метафорически, потому что если вы представите себе много-много разбросанных элементов, как собаку по вашему мозгу, то она связана с другими элементами, с кошкой или с вашим домом, хозяином и так далее теми связями, которые эти элементы связаны с теми элементами. То есть на самом деле существует мозг. Физически существуют только нервные клетки, которые связаны с другими нервными клетками.

- В этом-то и проблема.

Но у них появляются свойства, которые образует эта гиперсеть. И эта гиперсеть - это и есть наше «я». Это и есть наша Вавилонская библиотека, в которой записан текст. Обратите внимание, что они записаны не просто. Это не книжка, которая стоит на одной полочке. Вы не можете вынуть собаку из одного места в нашем мозге. У вас цвет её шерсти хранится в одном месте, её хвост и лапы хранятся в другом, её свойства как друга хранятся в третьем, её лай хранится в четвёртом. Это много-много книг, где по одной фразе в самых разных частях библиотеки записано что-то о собаке. Они должны собраться вместе, чтобы создать это новое качество. И мозг умеет это делать.

Однажды мой сын, будучи в классе пятом, когда осознал процесс развития человеческой цивилизации и понял, что в России примерно от петровских времён был потрясающий взрыв, а в обратную сторону тысячи, сотни тысяч лет медленное- медленное развитие он был так потрясен, что заплакал. Я спросила: почему ты плачешь? Он сказал: почему так неравномерно?! Эту неравномерность развития нашей цивилизации действительно очень трудно осознать. А если говорить об эволюции мозга в нейрофизиологическом смысле, это как было?

Это вопрос, которым сегодня очень активно занимаются нейробиологи и молекулярные биологи. Мы имеем некоторые летописи, по которым мы можем восстанавливать этот процесс, мы можем сравнивать себя с нашими относительно недавними предками, с которыми мы разошлись, мы знаем эти геномы, мы знаем, как в этих геномах закодированы гены, которые отвечают именно за развитие мозга, потому что они имеют специфическую экспрессию и нужны, для того чтобы наш мозг сформировался во время индивидуального развития. Тогда мы можем задать вопрос: сколько изменений произошло за то время, когда мы разошлись, например, от шимпанзе, и где они произошли? И что за счёт этого возникло в мозге? То есть это исследование вопроса.

Черновой ответ, который сегодня существует, заключается в том, что в ответ на вопрос вашего сына: всё, что было создано на этапе человеческой цивилизации, было создано мозгом таким же, как у нас, то есть мы уже десятки тысяч лет имеем тот же самый мозг. Всё, что происходит после этого - это культурные вещи.

- То есть наши культурные, технологические, научные прорывы с эволюцией нашего мозга напрямую не связаны?

Если бы оказалось, что за время развития человеческой цивилизации, например, за несколько тысяч лет какие-то вещи перешли в наше биологическое наследство и стали частью мозга, который создаётся теперь врождённо, то это был бы крупнейший переворот в понимании механизма биологической эволюции. Пока мы знаем, что биологическая эволюция не поспевает за темпами того, что возникает за счёт культурного наследования. По крайней мере, сегодняшняя наука не знает никаких способов наследования культурных вещей так быстро. Это всегда десятки и сотни тысяч лет.

Константин Владимирович, а как вы объясняете абсолютно параллельные эволюции нашей цивилизации и человека как биологического вида? Вот когда-то люди начали сами себя описывать - от первых о попыток осмыслить себя на уровне наскальных рисунков до развитых серьёзных религиозных картин. Потом наступает новая эпоха, когда все эти религиозные картины мира рушатся и, собственно, начинается научное познание, которое заканчивается тем, что вы сидите здесь и рассказываете о том, как устроен наш мозг. И при этом же вы только что сказали, что в принципе это всё было создано тем мозгом, который мы уже имеем. Как это объяснить?

А в чём проблема?

- А зачем всё это было?

А ведь эволюция не имеет вопроса «зачем?». Она всегда движется вперёд, так же как и научное познание. Помните, как у Гёте у «Фаусте» - «Что есть дорога? А дороги нет. Вперёд в неизвестное». Вот как живёт человеческий мозг и биологическая эволюция.

Как вы относитесь к религиозному опыту ваших коллег, учёных-естественников? Некоторые физики, которые занимаются фундаментальными проблемами устройства Вселенной, говорят, что-либо ты смотришь на это как физик и понимаешь, что всё намного сложнее, и тогда религиозный взгляд и опыт для тебя просто невозможен…

Мне всегда казалось и продолжает казаться, что разделение на нетелесную божественную душу и мозг приводит к тому, что человек, занимающийся мозгом, долгое время исследует его, пытаясь понять, (особенно это видно на многих западных учёных, великих нейрофизиологов XX в.ека, которые были нобелевскими лауреатами, которые делали выдающиеся открытия), а в конце своего пути или даже в середине пути приходили к тому, что они задавались вопросом: а как все эти процессы, которые я очень хорошо изучил на уровне отдельных клеток, сигналов между ними, передатчиках и так далее соотносятся с душой и как душа входит в мозг? А на самом деле вы самого начала должны в теории мозга одновременно объяснить и разум. В русском языке, я недавно для себя открыл это, есть прекрасная возможность сказать, что-то, что мы должны понять - это МИР, МИР большими буквами - Мозг и Разум. Вы должны понять, что такое мозг, что такое разум, мы должны понять самое сложное, «А и Б сидят на трубе» - мы должны понять «и». И это описывается большими буквами «МИР».

Кстати, очень многие физики не принимают идею эволюции, то есть не понимают. Идея эволюции же ужасно сложная. Это идея часовщика, как одна из метафор. Если вы находите камень, то ударяете и отбрасываете. Если находите часы, то у вас возникает вопрос: откуда возникла такая сложная вещь, и где часовщик? Если у вас нет идеи эволюции, что это часовщик, который работал миллионы лет миллиардами проб и ошибок, и это собралось постепенно, то, конечно, весь мир выглядит чудом.

Вы отмечали, что ваш дедушка Пётр Кузьмич Анохин оказал довольно сильное влияние на ваше формирование как учёного. А его биография в свою очередь тоже была полна встреч с выдающимися людьми: Павлов, Ухтомский, Бурденко. Он был знаком с Луначарским, Вишневским. Из этой блестящей плеяды из научной биографии вашего деда с кем бы вам было бы интересно поговорить?

Я бы назвал ещё Бехтерева, потому что он начинал работать у Бехтерева. Я попросил бы полчаса разговора со всеми ними, прежде чем ответить на ваш вопрос, если нужно выбрать одного, и задал бы такие же вопросы, как вы задаёте мне. И по ним я смог бы определить, с кем мне интереснее всего продолжить этот разговор. Потому что учёные ведь хотят поговорить с теми, кто был до них, не только потому, что это мудрые люди. Они лелеют надежду, что, может быть, великие умы и личности предыдущих поколений знали ответы на некую загадку мира, тайну, которую они пытаются сами раскрыть, и что они им помогут.

А если наоборот? Ваш дед слушал лекции Нобелевского лауреата физиолога Павлова. У вас сейчас есть какое-то знание, которое могло бы его поразить?

Конечно! Столько всего произошло! Ели бы мне захотелось сделать ему приятное и интересное, я бы ему рассказал о наших возможностях с условными рефлексами, которые его интересовали больше всего. А он говорил, что вы должны понять всю силу учения об условных рефлексах, если вы можете показать пальцем, где было возбуждение, куда оно перешло, он был сильным материалистом. Так вот мы сегодня можем заставить условные рефлексы соединяться и устраиваться по нашему желанию, зная, как работают нервные клетки, и образуя искусственные условные рефлексы без внешних сочетаний. И это, является, на мой взгляд, очень ярким воплощением его такого материалистического строгого взгляда на то, как работает нервная система.

Константин Владимирович Анохин (род. 3 октября 1957) - российский учёный, нейробиолог, профессор, член-корреспондент РАН и РАМН. Руководитель отдела нейронаук НИЦ «Курчатовский институт», игрок «Что? Где? Когда?».

Лауреат премий Ленинского комсомола, имени Де Вида Нидерландской академии наук, Президиума Российской академии медицинских наук и Национальной премии «Человек года» в номинации «Потенциал и перспектива в науке». Предложил понятие когнитом для обозначения направления - попытки формирования единой теории разума.

Биография

К. В. Анохин - внук П. К. Анохина.

Окончил лечебный факультет 1-го Московского медицинского института им. И. М. Сеченова в 1980 г. В 1984 закончил аспирантуру при НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина РАМН, защитив кандидатскую диссертацию «Роль холецистокинина в механизмах пищевого насыщения». В 1992 состоялась защита докторской диссертации на тему «Ранние гены в механизмах обучения и памяти». Получил звание профессора. В 2002 был избран членом-корреспондентом РАМН по специальности «нейробиология», а в 2008 - членом-корреспондентом РАН по специальности «нанобиотехнология».

Лекции

• Коды мозга(недоступная ссылка с 02-08-2015 ) - об исследованиях по расшифровке механизмов мышления, включая регистрацию мыслительных процессов в мозге человека и животных и создание устройств, способных декодировать мысли и передавать их как сигналы;
• Вспомнить всё : видеолекция. (Видеолекция о том, что такое память человека и как хранится информация.)
• Мозг и разум: видеолекция, стенограмма. - Часть 1.
• Мозг и разум: видеолекция, стенограмма. - Часть 2.