В поисках памяти - Эрик Кандель

Как отмечал специалист по молекулярной генетике Франсуа Жакоб, эволюция — не самобытный дизайнер, который ищет для новых проблем оригинальные решения. Эволюция — кустарь, работающий с подручными материалами. Она вновь и вновь немного по-разному использует одни и те же наборы генов. Она работает, варьируя существующие условия и просеивая случайные мутации в структуре генов, в результате которых возникают немного другие варианты белков и немного другие способы их использования в клетках. Большинство мутаций нейтрально или даже вредно и не выдерживает испытания временем. Только те редкие мутации, которые повышают шансы организма на выживание и размножение, с большой вероятностью сохраняются. Вот что пишет об этом Жакоб: «Работу естественного отбора нередко сравнивают с работой инженера. Однако это сравнение представляется неудачным. Во-первых <…> инженер работает в соответствии с заранее намеченным планом. Во-вторых, разрабатывая новую структуру, он не обязательно берет за основу какие-то старые структуры. Электрическая лампочка произошла не от свечки, а реактивный двигатель — не от двигателя внутреннего сгорания. <…> Наконец, новые объекты, выпускаемые инженером (по крайней мере, хорошим инженером), достигают пределов совершенства, которые возможны на основе технологий данного времени. Эволюция, в отличие от инженера, не делает ничего нового на пустом месте. Она работает с тем, что уже имеется, преобразуя ту или иную систему для выполнения новой функции или соединяя несколько систем, чтобы получить новую, более сложную. Если уж сравнивать с чем-то работу эволюции, придется признать, что она похожа на труд не столько инженера, сколько кустаря — bricolage, как мы говорим по-французски. Работа инженера зависит от того, имеются ли в его распоряжении сырье и инструменты, в точности соответствующие проекту, в то время как кустарь обходится чем придется. <…> Он пользуется всем, что окажется под рукой: старыми картонками, обрезками веревки, деревяшками и железками, — и делает из них какой-никакой рабочий предмет. Кустарь может подобрать какой-нибудь предмет, оказавшийся у него в запасе, и найти ему неожиданное применение. Из старого автомобильного колеса он может сделать вентилятор, а из сломанного столика — зонтик от солнца».

У живых организмов новые способности вырабатываются за счет незначительных изменений в молекулах уже имеющихся веществ и настройки их взаимодействия с другими имеющимися веществами. Психические процессы, свойственные человеку, долгое время считались не имеющими аналогов, поэтому некоторые ранние исследователи мозга ожидали, что найдут в глубинах нашего серого вещества много новых типов белков. На деле же наука обнаружила у нас в мозгу на удивление мало белков, не имеющих никаких аналогов, и не нашла ни одной уникальной для мозга системы сигнализации. Почти у всех белков мозга есть родственные им белки, выполняющие сходные функции в других клетках тела. Это относится даже к белкам, задействованным в процессах, которые происходят только в мозгу, например к белкам-рецепторам нейромедиаторов. Все живое, в том числе основание наших мыслей и воспоминаний, построено из одних и тех же структурных элементов.

Я подвел итоги первых сложившихся в систему открытий из области клеточной биологии кратковременной памяти в книге под названием «Клеточные основы поведения»[25], опубликованной в 1976 году. В этой книге я подробно высказал (почти в форме манифеста), что для того, чтобы разобраться в поведении, необходимо применять радикальный редукционистский подход того же типа, что показал себя столь эффективным в других областях биологии. Примерно в то же время Стив Куффлер и Джон Николлс опубликовали книгу «От нейрона к мозгу»[26], в которой подчеркивали огромные возможности клеточного подхода в нейробиологии. Пользуясь данными клеточной биологии, они рассказывали о том, как работают нейроны, как они образуют цепи в мозгу, а я — о связи поведения с мозгом. Стив тоже чувствовал эту связь и понимал, что нейробиология находится на пороге нового серьезного шага вперед.

Поэтому я был особенно рад, когда в августе 1980 года нам со Стивом представилась возможность совершить совместное путешествие. Нас обоих пригласили в Вену на церемонию приема в почетные члены Австрийского физиологического общества. Стив бежал из Вены в 1938 году. Сотрудникам медицинского факультета Венского университета нас представлял Вильгельм Ауэрсвальд — претенциозный профессор, мало сделавший в науке, который вел себя так, будто в причинах, вызвавших бегство двух сынов Вены из Австрии, не было ничего необычного. Он преспокойно сообщил, что Куффлер учился в Вене на медицинском факультете, а я жил на Северингассе — буквально в двух шагах от университета. Молчание, которым он обошел то, что на самом деле случилось с нами, говорило о многом. Ни Стив, ни я ничего не сказали в ответ на его слова.

Через два дня из Вены мы отправились на теплоходе вниз по Дунаю, в Будапешт, где приняли участие в Международном физиологическом конгрессе. Это была последняя серьезная конференция в жизни Стива. Он прочитал превосходный доклад. Вскоре после этого, в октябре 1980 года, он умер от сердечного приступа, случившегося после большого заплыва, в своем доме в Вудс-Хоул в штате Массачусетс, куда он приезжал на выходные.

Как и большинство коллег-нейробиологов, я был потрясен этой новостью. Мы все были многим обязаны Стиву и в чем-то зависели от него. Джек Макмахан, один из вернейших его учеников, описал то, что многие из нас почувствовали: «Как он мог с нами там поступить?»

В тот год я был председателем Нейробиологического общества и возглавлял оргкомитет, отвечавший за ежегодный ноябрьский симпозиум. Он проходил в Лос-Анджелесе всего через несколько недель после смерти Стива и на него собралось около десяти тысяч нейробиологов. Дэвид Хьюбел прочитал на этом симпозиуме замечательный доклад памяти Стива. Он показывал слайды и рассказывал о том, каким глубоким, проницательным и великодушным человеком был Стив, как много он значил для всех нас. Думаю, никто из наших американских коллег с тех пор не имел такого влияния и не снискал такой всеобщей любви, как Стив. Джек Макмахан организовал издание книги в память о нем. Я писал в ней: «Готовя этот раздел, я чувствую, что Стив во многом по-прежнему с нами. После Олдена Спенсера у меня нет другого коллеги, о котором я думал бы больше, чем о нем, и которого мне бы так же не хватало».

Смерть Стива Куффлера означала конец целой эпохи — эпохи, когда сообщество нейробиологов было еще сравнительно небольшим и его деятельность сосредоточивалась на клетке как единице устройства мозга. Смерть Стива совпала со слиянием нейробиологии с молекулярной биологией — событием, которое резко расширило область приложения нейробиологии и увеличило число ученых, работающих в этой области. Изменения отразились и на моей работе: в 1980 году мои клеточные и биохимические исследования обучения и памяти были уже близки к завершению. К тому времени мне стало ясно, что повышение концентрации циклического АМФ и усиление выделения медиатора, вызываемые серотонином в ответ на единственное обучающее событие, длятся лишь минуты. В продолжительном усилении связей, которое длится дни и недели, должно быть задействовано что-то еще — возможно, изменения в экспрессии генов, а также анатомические изменения. Поэтому я обратился к изучению генов.